DE55781C - Galvanisches Element - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die in nachstehendem beschriebene Erfindung bezieht sich auf eine Neuerung an denjenigen galvanischen Elementen, bei welchen als negativer Pol Zink und als positiver Pol Kohle verwendet wird, und bei welchen die Depolarisation des an der Kathode frei werdenden Wasserstoffs durch Kupferoxyd, welches eventuell mit leitenden Substanzen, wie Kupfer, Kohle etc., vermischt ist, bewirkt wird. Das Wesentliche dieser Erfindung besteht in erster Linie darin, dafs zur Erhöhung der Stromstärke und zur Verminderung des inneren Widerstandes der Zelle der positiven Elektrode eine solche Form gegeben wird, dafs nahezu die gesammte Oberfläche derselben in Wirkung tritt und somit die der vorliegenden Erfindung gemäfs construirten Elemente einen im Verhältnifs zu ihrem Gewicht und ihrem Rauminhalt hohen Wirkungsgrad besitzen im Gegensatz zu den bisher gebräuchlichen primären Elementen, bei welchen die die negative Elektrode umgebende cylindrische, positive Zinkelektrode nur mit ihrer inneren Oberfläche in Wirkung trat, während die äufsere Oberfläche wegen des hohen Flüssigkeitswiderstandes einen nur geringen Strom lieferte und somit das Gewicht derartiger Elemente im Vergleich mit ihrer Leistungsfähigkeit ein verhältnifsmäfsig hohes war.

In zweiter Linie bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen neuen Elektrolyten, welcher vermöge seines geringen Widerstandes die Wirksamkeit des in vorstehendem gekennzeichneten Elementes wesentlich erhöht und in Verbindung mit besonderen Elektrodenformen Zellen von hoher Stromstärke liefert.

Die erwähnte, möglichst vollständige Ausnutzung der positiven Elektrodenoberfläche und die daraus sich ergebende erhöhte Leistungsfähigkeit der Zelle wird dadurch bewirkt, dafs die positive Zinkelektrode wellenförmig gebogen wird, so dafs in den auf diese Weise gebildeten Zwischenräumen die negativen Kohleelektroden Aufnahme finden können. Um nun eine möglichst enge Annäherung der negativen und positiven Elektroden an einander zu ermöglichen, wird die Kohle der negativen Elektrode in Pulverform angewendet, innig mit dem als Depolarisator dienenden Kupferoxyd gemischt und zur Erhöhung der Leitungsfähigkeit in einem Behälter aus Kupfergaze untergebracht. Das Ganze wird alsdann mit einer thierischen Haut oder dergleichen eng umgeben und kann nun in die von den wellenförmigen Windungen der positiven Zinkelektrode gebildeten Zwischenräume derart eingesetzt werden, dafs die Membran in innige Berührung mit dem Zink der positiven Elektrode kommt. , Auf diese Weise wird erreicht, dafs die beiden entgegengesetzten Elektroden dicht bei einander zu liegen kommen und nur durch eine metallisch nicht leitende Membran getrennt werden, so dafs die zwischen diesen beiden Elektroden befindliche Flüssigkeitsschicht eine äufserst dünne ist und dem Durchgange des Stromes somit ein äufserst geringer Widerstand entgegengesetzt wird. In der beiliegenden Zeichnung sind in den Fig. 1 bis 6 drei verschiedene Ausfuhrungsformen von Elektroden in je einem senkrechten Querschnitt und einem Grundrifs dargestellt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Anordnungs-

weise, bei welcher die positive Zinkelektrode Z zickzackartig hin- und hergebogen jstj so dafs in den auf diese Weise zwischen den Wandungen dieser Elektrode gebildeten Räumen die aus Kohlenpulver und Kupferoxyd bestehende negative Elektrodenmasse untergebracht werden kann. K sind Kupferbarren, welche zur Erzielung einer besseren Ableitung des Stromes in die negative Elektrodenmasse eingeführt sind und sich mittelst der Ableitungsstreifen s an einen gemeinsamen Kupferbarren b anschliefsen. Um den Flüssigkeitswiderstand nach Möglichkeit herabzusetzen, wird die aus Kupferoxyd und Kohlenpulver bestehende Masse in Kupfergaze eingesetzt und mit einer thierischen Membran m oder einem porösen Thoncylinder etc. umgeben, welcher sich dicht an die Oberfläche der Zinkelektrode anlegt.

In den Fig. 3 und 4 ist die cylindrische, positive Zinkelektrode zur Vergröfserung der wirksamen Oberfläche mit nach innen hineinragenden Lappen versehen, welche sternförmig gestaltet sind und die gleichfalls sternförmig angeordneten kupfernen Ableitungsstreifen KK zwischen sich aufnehmen. Eine (in der Zeichnung nicht dargestellte) Membran oder poröse Thonzelle gestattet auch hier, die Elektroden behufs Verminderung des Flüssigkeitswiderstandes einander möglichst nahe zu bringen, ohne dafs dieselben indessen in leitende Berührung mit einander kommen.

Bei der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Anordnungsweise setzt sich die negative Elektrode zusammen aus einem inneren, sternförmigen, das Innere der positiven Elektrode vollkommen ausfüllenden Theil und einer Anzahl radialer, die Aufsenseite der sternförmigen Zinkplatte berührender Sectoren. K sind radial vom Centrum aus sich erstreckende Ableitungsstreifen, welche analog wie bei der in den Fig. 3 und 4 gezeichneten Ausführungsform sternförmig angeordnet sind und sich in die gleichfalls sternförmigen Ausbauchungen der positiven Zinkelektrode hinein erstrecken.

Die äufseren, sectorartigen Theile sind gleichfalls mit Ableitungsstreifen s^] versehen, welche sich ebenso wie die Streifen s der inneren Kupferbleche K an einen gemeinsamen ringförmigen Barren b anschliefsen, welcher den einzelnen Ableitungsstücken gleichzeitig einen Halt verleiht. Die negative Elektrodenmasse wird bei dieser Anordnungsweise am zweckmäfsigsten in Kupfergaze eingesetzt und von einer Membran oder einem porösen Thoncylinder umgeben.

Bei all diesen Elementen wird infolge der eigenartigen Gestalt der Elektroden und der engen Annäherung derselben an einander eine im Verhältnifs zum Rauminhalt und Gewicht der Zelle aufserordentlich grofse Oberfläche erzielt und gleichzeitig der innere Widerstand auf das kleinste Mafs herabgesetzt. Um nun den an und für sich schon hohen Wirkungsgrad dieser Elemente noch mehr zu erhöhen, empfiehlt es sich, in Verbindung mit den vorbeschriebenen Anordnungen noch einen "besonderen Elektrolyten anzuwenden, welcher eine relativ hohe elektrolytische Leitungsfähigkeit besitzt und gleichzeitig die depolarisirende Wirkung des Kupferoxyds unterstützt, indem er dazu beiträgt, den an der Kathode frei werdenden Wasserstoff zu depolarisiren. Am besten eignet sich für diesen Zweck eine Lösung von Seesalz, unterchlorigsaurem Kali oder Natron und Potasche oder Soda. Eine solche Lösung besitzt, wie durch Versuche festgestellt wurde, einen sehr geringen Widerstand und wirkt infolge ihres Gehaltes an Hypochlorid in hohem Mafse oxydirend, so dafs eine Gasentwickelung an der Kathode vollkommen ausgeschlossen ist.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Bei primären galvanischen Elementen, bei welchen die positive Elektrode durch Zink, die negative dagegen durch mit Kupferoxyd gemischtes Kohlenpulver gebildet wird, die Anordnung dieser Elektroden in der Weise, dafs die positive Zinkelektrode derart wellenförmig gebogen wird, dafs die in Kupfergazebehältern untergebrachte und mit einer Membran oder dergleichen umkleidete negative Elektrodenmasse in Zwischenräumen der positiven Elektrode Aufnahme finden und in innige Berührung mit derselben gebracht werden kann, in Verbindung mit einem aus Seesalz, Alkalihypochlorid und Alkalicarbonat bestehenden Elektrolyten, welcher vermöge seiner hohen Leitungsfähigkeit den inneren Widerstand der Zelle herabsetzt und durch sein Oxydationsvermögen die depolarisirende Wirkung des Kupferoxyds unterstützt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.