DE59677C - Galvanisches Element mit einer positiven Polplatte, die aus zwei Leitern erster Klasse besteht - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung besteht in einer solchen Anordnung galvanischer Elemente, durch welche grofse Leistungsfähigkeit und Beständigkeit derselben erreicht werden soll.

Um die Erfindung vollkommen verständlich zu machen, wird dieselbe hiernach mit Bezug auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben.

Fig. ι dieser Zeichnung stellt ein Element dar.

Die Fig. 2, 3 und 4 zeigen im Querschnitt bezw. Längenschnitt und in der Draufsicht eine aus mehreren solchen Elementen bestehende Batterie.

Jedes dieser Elemente besteht:

ι. aus einer Zinkplatte Zn, Fig. 1, die in ein Gefäfs AB eingetaucht ist, welches bis zu ²/₃ seiner Höhe mit einer verdünnten Lösung von Schwefelsäure und Salpetersäure gefüllt ist;

2. aus einer Aluminiumplatte Al, die an eine den positiven Pol des Elementes bildende Bleiplatte Pb gelöthet ist.

Die Lösung besteht aus 2 Theilen Schwefelsäure und ι Theil Salpetersäure.

Das Blei Pb und das Aluminium Al bilden ein Plattenpaar. Das Blei wird von der Salpetersäure angegriffen. Durch das Zusammenlöthen der beiden Platten ist der Stromkreis geschlossen und der Strom geht durch die_; Flüssigkeit vom Blei zum Aluminium.

An der Oberfläche des Bleis bildet sich eine schwarze Schicht Bleioxydul. An Stelle des Aluminiums kann auch Kohle oder Platin verwendet werden.

Das in sich selbst geschlossene Bleialuminium-, Bleikohle- oder Bleiplatinplattenpaar bildet den positiven Pol (Fig. 1) in dem neuen Element.

Der aus dem Verbrauch des Zinks Zn resultirende Wasserstoff reducirt das Bleioxydul fortwährend und augenblicklich in dem Mafse, als letzteres sich durch die Wirkung des geschlossenen Plattenpaares Pb Al oder Pb Pt oder Pb C der positiven Elektrode auf dem Blei bildet.

In der auf diese Weise hergestellten Batterie findet also stets Polarisation und Depolarisation gleichzeitig und ununterbrochen . statt, was so lange dauert, als Zink vorhanden ist. Hieraus folgt eine unbedingte Beständigkeit der Batterie, .was bei ähnlichen Batterien, beispielsweise bei der im Patent No. 36520 beschriebenen, nicht der Fall ist, weil hier der Strom nur so lange constant bleibt, als depolarisirende Stoffe vorhanden sind, und weil man das Element der Ruhe überlassen, d. h. den Strom zwischen Kupfer und Zink unterbrechen mufs, um neuen Vorrath an depolarisirenden Stoffen zu erzeugen.

Ein in sich selbst geschlossenes Element nach vorliegender Erfindung liefert leicht 25 Ampere pro Quadratdecimeter, und zwar bis zur gänzlichen Erschöpfung der in der Lösung verwendeten Säuren.

Um die Lösung in einem gleichbleibenden Dichtigkeitszustande zu erhalten, wird ein poröses Gefäfs ρ ρ an jedem Ende der Zinkplatte Zn, Fig. 2 und 3, angeordnet. Eines dieser Ge-

fä'fse ist mit reiner Schwefelsäure und das andere mit reiner Salpetersäure gefüllt.

Bei Batterien von grofsen Abmessungen ordnet man zwei poröse Gefäfse an jedem Ende des Zinks Zn an. Eines dieser Gefäfse ist mit Schwefelsäure und das andere mit Salpetersäure gefüllt, wodurch diese zwei Säuren besser mit dem Wasser, in welchem das Zink steht, gemischt werden.

Wenn die Abmessungen der porösen Gefäfse entsprechend gewählt werden, dann wird der Säuregehalt der Flüssigkeit durch die Filtration stets auf dem gleichen Grad erhalten.

Die porösen Gefäfse sind mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Kautschukpfropfen hermetisch geschlossen; hierdurch wird jede Verdampfung der Salpetersäure verhindert und die Schwefelsäure bleibt immer rein.

Es wird noch bemerkt, dafs bei der Thätigkeit dieser Batterie kein Entweichen von Untersalpetersäure möglich ist. Es bildet sich weder ΛΓΟ³ noch NOⁱ. Die Depolarisirung geschieht gänzlich durch das schwarze Bleioxydul Pb"¹ O. Der gesammte Sauerstoff der Salpetersäure NO^h dient zur Bildung von Pb² O, woraus ein geringer Verbrauch dieser Säure bei der Erzeugung des Stromes entsteht.

Bei der Herstellung dieser Batterie kann das Gefäfs A B, Fig. ι, aber auch nur mit einer verdünnten Lösung von Schwefelsäure bis ²/₃ seiner Höhe und die Gefäfse pp, Fig. 2, 3 und 4, nur mit reiner Schwefelsäure gefüllt werden und die Salpetersäure gänzlich wegbleiben. In diesem Fall bildet sich kein oder fast kein Bleioxydul am positiven Pol. Da der freiwerdende Wasserstoff sich nicht verbindet, strebt derselbe dem positiven Pol zu, wie in den gewöhnlichen Batterien.

Wie jedoch vorher beschrieben wurde, besteht dieser positive Pol selbst aus einem Nebenplattenpaar oder Hülfselement: Bleialuminium, oder Bleiplatin oder Bleikohle etc. Der aus dem Verbrauch des Zinks Zn entstehende Wasserstoff sammelt sich alsdann auf dem positiveren Theil dieses positiven Poles, d.i. auf dem Aluminium oder dem Platin oder der Kohle etc. an ■ und läfst den negativen Theil desselben gänzlich frei. Auf diese Weise wird also der Wasserstoff auf mechanische Weise längs des Aluminiums, Platins, der Kohle etc. ausgeschieden und das von jedem Gas freie und folglich nicht polarisirte Blei dient für den Austritt des Stromes.

Die Batterie kann auch aus einer Zinkplatte Zn, umgeben von einem Cylinder aus mit Platin überzogenem Blei, bestehen (wobei die Platinschicht aufsen sich befindet); in diesem Falle werden in diese positive Elektrode eine grofse Anzahl Löcher gebohrt, um dem Wasserstoff zu gestatten, durch die Platte zu dringen und auf dem platinirten Theil zu entweichen, während er das Blei freiläfst.

Dasselbe geschieht, wenn das Platin durch Kohle ersetzt ist.

Die vorher beschriebenen Elemente können in einer Batterie neben oder hinter einander geschaltet werden.

Zu diesem Zwecke stellt man die Zinkplatte Zn zwischen zwei Aluminium- und Bleipaare, von welchen nur eines aus Fig. 1 ersichtlich ist.

Die Elemente können auch in der aus den Fig. 2, 3 und 4 ersichtlichen Weise angeordnet werden.

In diesem Falle besteht jedes Element aus einem Gefäfs aus Aluminium, das im Innern mit einem durch schwarze Striche angedeuteten Bleifutter überzogen ist.

In diesem Bleifutter sind Löcher von Y₂ bis ι cm Durchmesser angebracht, und dasselbe ist an das Innere des Gefäfses aus Aluminium genietet.

Alle Aluminiumgefäfse, von denen jedes ein Element der Batterie bildet, werden in einen Behälter CCCC aus solchem Stoffe gestellt, welcher den Säuren widersteht, wie z. B. Stein, Glas, Hartgummi oder mit einem widerstandsfähigen Email überdecktes Holz. Dieselben ruhen auf Unterlagen T T, Fig. 2.

Dieser Behälter ist hoch genug, damit zwischen seinem Boden und jenem der Elemente ein Zwischenraum von einigen Centimetern verbleibt.

Jedes Aluminium-, Platin- oder Kohlegefäfs ist an seinem unteren Rande mit einer Oeffnung 0 von einigen Quadratcentimetern Querschnitt versehen (Fig. 2 und 3).

Diese Oeffnung dient für den Durchgang des Salzes, welches durch die Umwandlung des Zinks in Sulfat entsteht und sich infolge seiner Dichte am Boden der Elemente ansammelt und durch diese Löcher 0 auf den Boden des Behälters CCCC fällt. Oeffnet man den Hahn R, Fig. 2, 3 und 4, aus Glas oder, dergleichen, so entfernt man das ganze Salz aus dem Gefäfs, in welchem dasselbe in dichter Lösung enthalten ist.

Alle Zinkplatten Zn der Batterie ruhen auch auf Unterlagen 11, Fig. 2, am Boden der Aluminiumgefäfse.

Die Elemente werden in dem Behälter CCCC auf irgend eine Weise unter einander verbunden. Fig. 3 zeigt eine Hintereinanderschaltung. Man braucht nur die Flüssigkeit in den Be-, halter zu schütten und alle Elemente füllen sich zu gleicher Zeit. Selbstverständlich werden die porösen Gefäfse PPPP einzeln hergestellt. Ihr Säurevorrath mufs so lange reichen, wie die Zinkplatten Zn.

Die neuen Elemente können in jeder beliebigen Gröfse und Form hergestellt und in beliebiger Anzahl in einem Behälter vereinigt werden, um eine Batterie von grofser Leistungsfähigkeit zu bilden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine Batterie, deren negativer Pol aus einer Zinkplatte, der positive Pol dagegen aus einem in sich geschlossenen Doppelelement von Bleialuminium, Bleiplatin oder Bleikohle und aus verdünnter Schwefelsäure und Salpetersäure oder verdünnter Schwefelsäure allein als Erregungsflüssigkeit besteht, durch welche Einrichtung entweder gar keine Polarisationsproducte entstehen, oder letztere sofort und continuirlich wieder depolarisirt werden und dadurch eine ebenso lange Beständigkeit der Batterie sichern, als die Zinkplatte andauert.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.