DE857086C - Kohleelektrode aus Aktivkohle und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

• Kohleelektrode aus Aktivkohle und Verfahren zu ihrer Herstellung In Luftsauerstoffelementen findet bekanntlich die Depolarisation an der Kohleelektrode durch den Sauerstoff der Luft statt. Hierzu ist es notwendig, daß das Innere des Elements ständig in Wechselwirkung mit der Atmosphäre steht, damit der Luftsauerstoff in die Kohleelektrode gelangen kann, wo er elektromotorisch wirksam gemacht wird. Andererseits ermöglicht die Verbindung des Elektrodeninnern mit der Außenluft auch eine ständige Abführung des gebildeten Ammoniaks. Praktisch ver-,#virklicht man diese Belüftung durch öffnungen der Stirnfläche der Elemente.
• Die für den Stromlieferungsmechanismus notwendige Belüftung bringt den Nachteil mit sich, daß die Zellern im Laufe ihrer Lagerung austrocknen oder zumindest so viel an Wasser verlieren, daß ihre Stromlieferungsleistung stark absinkt. Man hat diesen Nachteil dadurch zu beseitigen gesucht, daß man der Masse der positiven Elektrode von Anfang an einen größeren Wassergehalt erteilt als für die Stromleistung an sich erforderlich wäre. Damit wird der im Laufe der Lagerung eintretende Wasserverlust ausgeglichen, und das Element besitzt am Ende der Lagerzeit meist noch eine ausreichende Leistung. Hierbei muß man jedoch den Nachteil hinnehmen, daß die Leistung derartiger Zellen, sollen sie sofort gebraucht werden, infolge eines zu hohen Wassergehaltes der positiven Depolarisationselektrode unzureichend ist.
• Es wurde nun gefunden, daß man Luftdepolarisationsefektroden von gleichbleibender StromlieferungsleIstung erhält, wenn man zur Herstellung der Elektroden Aktivkohlen mit einem hohen Zersetzungsvermögen für Wasserstoffperoxyd verwend@et, die bei Normaltemperatur, im Gleichgewicht zum mittleren relativen Feuchtigkeitsgehalt der atmosphärischen Luft, ein Adsorptionsvermögen gegenüber Wasser von 300/0 vorzugsweise 4o 1»s 6o%, bezogen auf dieTrockenkohle,besitzen. Unter Aktivkohlen mit einem hohen Zersetzungsvermögen für Wasserstoffperoxyd sind Kohlen zu verstehen, die katalytisch so stark zersetzend auf \\"asserstoffperoxydlösung wirken, daß o,2 g der hulverisiertect Kohle in einem wärmeisolierten Gefäß mit to cm3 destilliertem Wasser aufgeschlämmt »ach Zusatz von 25 cm3 einer 3%igen Wasserstoffl)z#roxydlösung, ausgehend von 2o°, innerhalb von 3 Minuten eine Temperaturerhöhung der Mischung um mindestens t° bzw. eine Entwicklung von mindestens 25 cm3 Sauerstoff bewirken. Eine Kohle mit dem vorbeschriebenen Vermögen zur Aufi@ahme von Wasser und zur Zersetzung von Wasserstoffperoxyd kann beispielsweise dadurch hergestellt werden, daß man Rohstoff von überwiegend holzigem Charakter einer Chemikaliennachaktivierung, beispielsweise Chlorzinkaktivierung, unterwirft und das Aktivierungsprodukt anschließend einer Nachglühung oder Nachaktivierung mit Gasen aussetzt. Die Nachglühung hzw. Nachaktivierung wird zweckmäßig bei sehr hohen Temperaturen, z. B. 9oo bis looo°, durchgeführt. Als Rohstoff mit vorwiegend holzigem Charakter kommen in Betracht Battmhölzer,Fruchtkernschalen und ähnliche Stoffe aus hoch verdichteter Cellulose.
• Wiz an vielfachen Versuchen festgestellt werden konnte, besitzen vorzugsweise aktive Kohlen, die auS einem holzigen Rohstoff hergestellt und in der beschriebenen Weise aktiviert sind, eine Feuchtigkeitsgleichgewichtsbeladung, die in Wechselwirkung mit der atmosphärischen Luft ständig erhalten bleibt und dem Feuchtigkeitsgehalt entspricht, der für eine gute Leistung der Depolarisationselektrode erforderlich ist. Mit Rücksicht auf das holzige Ausgangsmaterial besitzen die Kohlen einen hydrophoben Charakter und als Folge der Doppelaktivierung, einerseits mit Hilfe von Chemikalien, andererseits durch Nachglühen bzw. Gasaktivierung, eine hohe katalytische Wirksamkeit. Den durch die Erfindung erzielten Vorteil zeigt das nachfolgend wiedergegebene Ergebnis eines Vergleichsversuches, bei dem eine der Erfindung entsprechende Aktivkohle und eine Aktivkohle, wie sie bisher verwendet wurde, in bezug auf ihren Feuchtigkeitsgehalt zu Beginn einer Lagerzeit von 13 Wochen und zu Ende dieser Lagerzeit angegeben ist.

  Feuchtigkeitsgehalt am Alte Kohle 1 Neue Kohle

  Anfang der Lagerzeit ...... 500 , 0 50 0, 0

  Ende der Lagerzeit. . . . . . . . 210 " 44,5 0 "

  Leistung in Betriebsstunden

  am Ende der Lagerzeit

  unter gleichen Bedingungen 30 55

  Die Leistung wurde gemessen an einer galvanischen Rundzelle von 55 mm Höhe und 19,6 mm 0 bei täglicher Stromentnahme von 4o mA während 6 Stunden Betriebszeit bis zu einer Endspannung von 0,7 Volt.
• Wie der vorstehende Vergleich zeigt, entspricht die Wassergleichgewichtsbeladung der alten Kohle am Ende der Lagerzeit etwa der Hälfte der W assergleichgewichtsheladung der neuen Kohle am Ende der Lagerzeit. Dementsprechend unterscheiden sich die damit hergestellten Elektroden auch in ihrer Leistung.

Claims (2)

1. PATENTANSPRt`CHE: 1. Kohleelektrode für 1,uftdepolarisationselemente aus Aktivkohle, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode aus einer Aktivkohle mit einem hohen Zersetzungsvermögen für Wasserstoffperoxyd hergestellt ist, deren Adsorptionsvermögen gegenüber Wasser, im Gleichgewicht mit der mittleren relativen Feuchtigkeit der atmosphärischen Luft, über 300/0, vorzugsweise 40 bis 6o%, bezogen auf die trockene Kohle, beträgt.
2. 2. Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenkohle nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß kohlenstoffhaltige Ausgangsstoffe mit überwiegend holzigem Charakter, wie z. B. Baumholz, Fruchtkernschalen od. dgl., einer Chemikalienaktivierung, beispielsweise einer Zinkchloridaktivierung, unterworfen und danach einer Nachglühung bzw. Nachaktivierung mit Gasen, zweckmäßig bei hohen Temperaturen, unterworfen werden.