PL5779B1 - Ogniwa galwaniczne o depolaryzacji samoczynnej. - Google Patents

Description

Przy dotychczasowym sposobie budowy ogjniw galwanicznych z samoczynna depo¬ laryzacja gazowa niepodobna bylo uzyskac ogniwo o duzej mocy, glównie zi powodu trudnosci przeprowiadizenda depolaryzacji zupelnej i skutecznej.W pewnym rodzaju takich ogniw istnia¬ la dotad wewnetrzna elektroda srodkowa z wegla porowatego, przygotowana w sposób swoisty i pamieszczicna w naczyniu ze- wnetrznem, poprzez która to elektrode od¬ bywala; sie depolaryzacja gazowa. Jednak¬ ze podobna wewnetrzna, srodkowa elektro¬ da weglowa winna byla posiadac stosunko¬ wo niewielkie rozmiary, ze wizgl^du nai na¬ czynie zewnetrzne. Wskutek tego mozlia by¬ lo rozporzadzac jedynie tylko ograniczona! polwierzehnia elektrody dla roziwiniecia dzialania powietrza lub jakiegokolwiek in¬ nego gazu; równiez elektrolit posiadal nie¬ wielka tylko powierzchnie atakowania dla depolaryzacji, która byla odpowiednio nie¬ wielka. Z tego powodu ogniwa opisanego typu nie pozwalaly na ladunek, jaki mozna byloby osiagnac z ogniwatari tych samych rozmiarów, gdyby dala sie 'przeprowadzic skuteczna depolaryzacja gazdwal Z tego wzgledu nalezalo zfwrócic szcze¬ gólniejisza uwage na takie iuimieszczenie e- lektrody weglowej, azeby nadac ijej! mozli¬ wie najwieksza powiieirzchnie zetkniecia z gazem do depolaryzowania, zafróiwno jak i z elektrolitem. W mysl wynalazku osiaga sie to, przedewfczystkiiem dzieki tej okoliczflo- sci, ze elektroda weglowa sluzy za naczy¬ nie zewnetrzne dlai czesci innych, z jakich sklada sie ogniwo. Pod tym wzgledem by¬ ly czynione jttó przedtem usilowania, jcdi-nakze beztektufceeznie, poniewaz plynny elek¬ trolit przeciekal, wskutek cisnienia hydro¬ statycznego; poprzez pory wegjai. Calkowi¬ ta depolaryzacja stawala sie przez to nie* mozliwa. (Porównaj patent niemiecki 81978, str. 1 kolumna] 2, wiersz 12 i 13). Dla unik¬ niecia powyzszej niedogodnosci nalezy we¬ dlug owego patentu, uzyc elektrolitu w sta¬ nie ciastowatym, cddzielonego dd elektro¬ dy weglowej zewnetrznej porowatym wal¬ cem gllinianym. Stad1 w tym przypadku e- lektroda weglowa nie sluzy za naczynie do pomieszczenia ^lekltrdlitu, zawartego w po¬ rowatym walcu glinianym.W ten sposób przy zastosowaniu w ogni¬ wach elektrolitów cieklych nie osiagnieto powodzenia, stosujac beziposredfnio elektro¬ de weglowa, jako naczynie zewnetrzne.Jednakze, jest rzecza nader wazha, dla u- zydkania mozliwie stalego napiecia, posia¬ dac elektrolity ciekle, poniewaz w tym przypadku powstale produkty rozlozenia o- trzymuja moznosc latwego oddzielania sie od elektrod. Wskutek tego mozna osiagnac teoretycznie wieksze napiecie ogniwa Wraz z wieksza doskonaloscia, przy elektrolicie cieklym, w ciajgu calego czasu pracy ogniwa, co, przy uzycib eJlelktirolitii eiaislotwatego, sta¬ je sie rzecza niemozliwa, ze wzigledu na trudniejsze warunki dyfuzji.W mysl wynalazku, Staje sie wiec rze¬ cza mozliwa uzycie w ogniwach galwanicz¬ nych wej, sluzacej za naczynie zewnetrzne, i cie¬ klego elektrolitu, przez co uzyskuje sie sku¬ teczna, samoczynna depolaryzacja gazowa, która, ze swej istlrony, lurnczliwia zwieksze¬ nie mocy ogniwa w jak najwiekszym stop¬ niu, przy osiagnieciu stalego napiecia. Wynik ten zawdziecza sie temu, ze scianki czynne zewnetrznego naczynia weglowego posiada¬ ja dwie lmb wiecej zlozonych razem warstw, tak pomiedzy soba ulozonych, ze jedna z nich, pozostajaca) w zetknieciu z elektroli¬ tem, bedzie wykorzystana plrzez ten ostatni i ze elektrolit bedzfe przenikac przez pory tej warstwy, podczas gdy przylegajaca don warstwa wegla zawiera jedna lub wiecej sulbstancyj, które beda w staiiue zapobiec w znacznej mierze przenikaniu elektrolitu po¬ przez cala elektrode weglowa. Wzmianko¬ wane przenikanie elektrolitu do pewlnej gle¬ bokosci por wewnetrznej scianki weglowe) jest nadzwyczaj wazne, gdyz w ten sposób znacznie sie izwiekszaija powierzchnie ze¬ tkniecia pomiedzy elektroda (z elektrolitem i poczesci jest ulatwione przechodzenie pra¬ du, poczesci zas sa dostarczane dwie z tarcz depolaryzujacego gazu, który iz ze¬ wnatrz przenika pary elektrody weglowej, a zatem wchodzi w zetkniecie z wieksza po¬ wierzchnia ogólna, zawartego w poirach e- lektrolitu. Stad przebieg depolaryzacji be¬ dzie nader skuteczny. W ten siposób bedzie mozna uzyskac jesizcze wieksze p"owierzch¬ nie zetkniecia, które zostana dodane do o- gniw uzyskanych w wyzej wzmiankowany sposób budowy. Depolaryzacja moze byc jeszcze dalej posunieta przez umiesizczenie na powierzchni zetkniecia, pomiedzy elek¬ trolitem a depolaryzlijacym gazem substan- dji katalizujafcej.Przemyslowe produkowanie ogniwa o wyzej opisanych wlasnosciach, (mianowicie zwilzonej przez elektrolit warstwie i przy¬ legajacej don warstwie nie podlegajacej zwilzaniu, moze odbywac sie w rozmaity sposób. Na pozór, mozna dookola tych wzmiankowanych warstw nalozyc jesiziczfe jedna, lub wiecej, o podobnym sposobie dzialania.Tak wiec w mysl wynalazku, mozna stosowac w calosci lub czesciowo przy pro¬ dukowaniu ogniw, znana mieszanine, naj¬ dokladniej ustalona co do swych skladni¬ ków, zawierajaca naogól stale substancje organiczne w rodzaju wegla w stanie kokso¬ wym,, antracytu i temu podobnych, jak równiez wiecej lub* mniej ciekle substancje, bardziej lub mniej tluste, jak np. smola, po¬ laczona w razie potrzeby z innemi substan- cjaimi w rodzaju krzemianów, które spe- 2 —ej akie nadaja sie dla zabezpieczania Wegja od przenikania przez elektrolit. Jesli naczy¬ nie jest wedlug potrzeby uformowane i e- wefctualnie wysuszone, to dla nad&lnia mu nalezytej przewodnosci nalezy go poddac wypaleniu przy wysokiej temperaturze, np. 600° lub wyzej. Chcac uzyskac scianki czyn¬ ne naczynia o wyzej opisiatoych wlasnosciach ptrzy uzyciu substancji tlustej, nalezy, w mysl wynalazku, postepowac w taki sposób, azeby tak dobrac temperature maksymalna oraz czas wypalania, izby substancja tlusta zostala spalona nie w calej masite, lecz tyl¬ ko na jej zewnetrzinych powierzchniach i zeby warstwa -tlusta, nie dopuszczajaca przenikania elektrolitu, byla pozostawiona w srodkowej strefie przekroju scianki na- czyniiai podczas g|dy warsitwa wolna od tlu¬ szczu i do której elektrolit móigllby przeni¬ kac, jest do rozporzadzenia na wewnetrz¬ nej powierzchni scianki naczynia, Powyz- size postepowanie moze byc zmienione w tia^ ki sposób, ze substancja tlusta, uzyta do wytwarzania materjalu, zostaje calkowicie lub czesciowo spalona w sciankach naczy¬ nia, które nastepnie zostaja nasycone tlusta substancja taka, jak np. parafina, a miano¬ wicie w odpowiednim stanie polaczenia. Po odparowaniu roztworu substancja tlusta, je¬ sli o taka chodzi, bedzie calkowicie lub w znacznej mierze wydalona z wewnetrznych scianek naczynia, az do pewnej grubosci, gdy np. powyzsza powierzchnia scianki zo¬ stanie wystawiona przez pewien czas na dzialanie temperatury wyzszej od tej, jaka odpowiada punktowi topliwosci tlustej sub¬ stancji. Takie nagrzanie omawianej po¬ wierzchni scianek osiagnie sie z korzyscia za- posrednictwem takich np. cieczy, "jak woda, roztwór soli, rozcienczony kwas sol¬ ny lub temiu podobnej cieczy, które same zostana nagrzane do zadanej temperatury.Inny sposób wykonania polega na tern, ze naczynie wegiowie, po calkowitem lub cziesciówem spaleniu substancji tlustej, uzy¬ tej do wyrobu materjalu, jest nasycone z zewnatrz, do peWftej glebokosci substancja tlusta, w taki sposób, aby wewnatrz naczy¬ nia pozostala warstwa wolna od tluszczu.Zamiast stosowania masy nasycajacej na pewnej grubosci warstwy, wewnatrz na^ cizynia, mozna równiez zbudowac naJczynie z dwóch róznych tworzyw warstwami, mia¬ nowicie w taki sposób, azeby warstwa we¬ wnetrzna, pozostajaca w zetknieciu z ellek- trolitem), mogla byc przezen przenikana, podczas gdy warstwa zewnetrztoa, a Wsku¬ tek tego i cala scianka naczynia, bylaby dla elektrolitu niedostepna. Powyzsza wlasnosc mozna nadac wyzej wymienionemu lwomzy- wu w taki sposób, ze do masy weglowej, przy jej wyrobie, a wieic przed wypalaniem, dorzuca sie substancje, która na wzór krze¬ mianu, udziela tworzywu wlasnosci nie- przepuszczania elektrolitu.Pomimo, ze wynalazek daje sie stoso¬ wac, przedewszyistfciem do elektrolitów cie¬ klych, jednak mozna igo uzyc do elektroli¬ tów o kazdym innym srtanie skupienia, da¬ jacym moznosc osiagniecia dzialania elek¬ trolitu w podobny sposób. Tak wiec moga byc równiez uzyte elektrolity pod postacia pasty, jednakze iz gorszym wynikiem. W danym przypadku mozna stosowac zarów¬ no elektrolit o stanie dajacym sie jak i nie dajacym sie zmieniac, przyczem ten ostat¬ ni rodzaj jest chetniej stosowany.W praktyczniem wykonaniu wynalazku naczynie weglowe najchetnieij bywa dzielo¬ ne na dwie lub wiecej czesci w poziomym lub pionowym kierunku tak, azeby otrzy¬ mac dwie lub wiecej czesci, oddizieilonych przez izolujace scianki. Tego rodzaju urza¬ dzenie pozwala rozpatrywac ogniwo, jako skladajace sie iz dwóch lub wiecej malych ogniwek. W praktyce jest wymagane dzie¬ lenie ogniwa na dwie czesci zapomoca prze¬ gródki pionowej, czyli przy.jednym tylko podziale. Zapomoca takiego podzialu ogni¬ wa, jak równiez przez polaczenie w szereg czesci wyniklych wskutek podzialu, otrzy¬ muje sie w porównaniu z ogniwem riiedzie- — 3 —kfciena tydh samych rozmiarów, poidloj-me napijcie na jednostke ciezaru lub wztost mocyj, dajajcej sie oisiajgnac iv praktyce, pirzyozem moc wzrasta iszyfbciej niz zapo¬ trzebowanie elektrolitu; jakie odpowiada podzialowi na czesci. Zatem, przy kazdem zaistosowaniu oglniiwa, w rachube wchodzi jedynie wzrost napiecia, przekraczajacy pewne minimum.Ostatnio wzmiankowaina postac wykona¬ nia wynalazku jest przedstawiona tia rysun- kui Jako przyklad. Fig. 1 podaje widok o- gniwa zboku, zas fig. 2 jego widok zgary.Fig. 3 przedstawia przekrój fig. 1 wydluz li- nji III — III. Fig. 4 i 5 wskazuja w rzucie bocznym elektrode cynkowa, Naczynie weglowe* przedstawione na rysuinku jako równolegloscian,,. jest obto¬ czone cyfra 1, zas jego pokrywa—cyfra2. Te ostatnia przytwierdza sie do kolnierza, wy¬ stepów,, zlobków lulb tym podobnych cze¬ sci. Cyfra 4 oznaczono urzadzenie zamyka¬ jace w rodzaju haków 3 lulb tym podob¬ nych czesci. Pomiedzy pokryWa a igórtoym bEze^iem lub brzefgami naczynia jest prze¬ widziane ulszczelnienie, najchetniej z sub¬ stancji elastycznej. Jak to widac na filg. 3, naczytoie to pcdzieilo!ne na dwie czesci prze¬ gródka 5 z materljalu izolujacego, np. z ma¬ sy papierowej w swoisty sposób nasyconej, scisle odgraniczaj»aceij o Ezaidzienie daje wewinatriz naczynia dwie ko¬ mórki^ zawierajace kazda elektrode cynko¬ wa 6 oraz elektrolit. Powyzsze elektrody cyinkowe moga miec ks&talt kraty lub skla¬ dac sie. z wie|klszej liczby czesci poziomych.Dzieki temu urzadzeniu osiaga sie .mozliwie równomierne rozmieszczenie elektrolitu w jjpinrój czesci oraz na dnie ogniwa. Wskutek czejgp unika sie powstawania jedynie pra¬ dów lokalnych,, które miejscami silnie wy¬ zeraja cynk. Poza tein, ten ostatni jeist je¬ szcze zabezpieczony od szkodliwego dzia¬ lania sujbstancyj,, j,akie moglaby pozostawic inna elektroda. Elektroda cynkowa otrzy- mmij,e najchetniej wykonanie, przedstawione na fig. 4i Obie cizesci 7, 7 glówek sa umie¬ szczone tuz obok siebie i posiadaja ksztalt pólwaleowy (fig. 5). W razie potrzeby obie / polówki walca moga byc zlutowane, lub po¬ laczone razem w jakikolwiek inny ispróófo tak, iz tworza walcowa lub cokolwiek stoz¬ kowa nasade, wychodzaca nazewnatrz przez otwór 8 w pokrywie (fig. 1 i 2).* Prlzez takie urzadzenie umocowuje sie elektroda cynko^ wa do pokrywy i stanowi zamykana raczke, ulatwiajaca zakladanie i wyjmowanie elek¬ trody. Opisana nasada moze byc zaopa¬ trzona w gwint lub przykryta jakajcoilwiek substancja elastyczna. Te(Urzadzenia maja na celu ulatwic zmiane zuzytych elektrod.OipLsaoie urzadzenia na pozór daja sie rów¬ niez zastosowac do naczynia nie dzielonego.Elektroda z wydrazona nasada, skladajaca sie 'z jednej tylko sztuki, moze byc równiez. otrzymana przez odlanie.Przy odnawiaimiu ogniwa ta sama elek¬ troda weglowa moze byc na mowo uzyta* za¬ mianie zas podlega jedynie tylko elektrolit oraz elektroda cynkowa. W mysl wynalaiz- kuf odnowienie daje sie latwo tDskuteczmic w ten sposobi ze, po odkreceniu haków 3, zdejmuje sie pokrywe, wyjmiulje elektrode cynkowa i wytnz^sa elekrtlrolit^ Po nalaniu swiezego elektrolitu do naczynia i wwozeniu; nowej elektrody cynkowej, .naklada sie zpo- waroteto pokrywe, w razie potrzeby laczmie ze swieza substancja uszczelniajaca, przy¬ kreca haki i wprowadza kotek. W razie po¬ trzeby zlacza potniedzy brzejgami oifeworu & a nasada ,7 moga byc uszczelnione zaipomoca wcisku,, parafiny luib podobnych materialów; takie uszczelnienie staje sile zbyteczmem w tym wypadku, gdy nasada jest cokolwiek stozkowa.Dno naczynia, gdzie nie zachodzi zadna depolaryzacja powietrzna, nie potrzebuje posiadac wlasnosci wyzej opisanego wegla i ma zyczenie moze byc wykonanie z itninego anizeli wegiel tworzywa, podobniez jak i kazda inna czesc nie przyjmujaca udzialu w depolaryzacji Przy przemyslowym wyro- ~ 4 -,b:e naczyn kazcla czeisc moze byc przygoto¬ wana oddzielnie, lialb tez naczynk moze byc wykonane w izwykly sposób, a nastepnie rozciete na dwie czesci, W celu elektrycznego polaczenia z prze¬ wodnikiem caesc substancji wegflcwe), sta¬ nowiacej naczyróe, zostaje powleczona me¬ talem droga elektrodhemkazna, hib W lamy sposób.Dla wiekszej ochrony elektrolitu od ku¬ rzu zaopatruje sie jedno luft wiecej ogniw wte wspólne przykrycie, które tak fest urza¬ dzone, ze pomimo sweigo dopasowania, daje w dosfatecznelj mierze dostep powietrza do cgjniwa. W razie uzycia irinego gazu zamiast powietrza w roli srodka depolaryzuljapego, naczynie winno byc, "oczywiscie, tak urza¬ dzone, azeby gaz nie mógl przenikac jego scianek. PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe* 1. Ogniwo galwaniczne o depolaryzacji samoczynnej, znamiennie tern, ze jedna z e- ldktrad, skladajaca sie zasadniczo z wegjla porowatego, stanowi naczynie zewnetrzne dla innych czesci, nalezacych do ogniwa i ze scianki czynne powyzszego naczynia zawie¬ raja dwie lub wiecej nieoslonietych warstw wzajemnie do siebie przylegaijacyeh, przy- czem przez jedna z nich, pozostajaca w ze¬ tknieciu z elektrolitem, tenze przesiaka, podczas gdy przykrywajaca ja inna war¬ stewka zawiera jedna lub wiecej substancyj mozliwie jak najskuteczniej zapobiegajacych przesiakaniu elektrolitu, a to w celu uzy¬ skania mozliwie jak najwiekszej powierzch¬ ni zetkniecia elektrody weglowej z gazem i ctecza oraz zwiekszenia w ten sposób zdolnosci depclaryzacyjnej ogniwa, przy- aztem ijednoczesnie nalezy urzeczywistnic nalezyty przyplyw pradu. 2. Sposób wyrobu ogniw wedlug zastrz. 1 ze starannie przygotowanej imiesizaniny stalych substancyj organicznych w rodzaju wegla, oraz substancyj bardziej lub mniej deklych, o skladzie bardziej: ltjbmniej tlu¬ stym w rodzaju amolyr przyozem miesza¬ nine wiplrowadza sie do form i peddaje dzia¬ laniu odpowiedniej temperatury, najko¬ rzystniej powyzej 600^Cf znamienny telmr ze tempieratura^ maksymalna, oraz czas wy¬ padania sa tak dobranie, ze substancja tlusta ulega ispaianiu nie w calej masie, lecz tytko na powierzchni w taki sposób* izby w sto*- fie srodkowej przekroju scianki naczynia pozostawala warstwa tlusta, nfeprzepu- s/zczaj;aca eiektrelitu, podczas gdy na stro¬ nie wewnetrznej naczynia: znajduje .sie nie^ nasycona wtarstwa wegla, która eleiktrofói przeinika. 3. Odmiana sposobu wedfog zaistrz. 2, znamienna tern, ±e siibstancja tlusta, uzyta do wyrobu naczynia, zostajje sipalona w ca¬ losci lub w znacznej mierze w sciankach czynnych naczynia, ze nastepnie to ostatnie zostaje znowu nasycone substancja tlusta, zabezpieczajaca naczynie od przesiakania e- lektroilitu, jak np. parafina lub jej miesza¬ nina, w razie potrzeby zas równiez roztwo¬ rem parafiny i ze ta substancja tlusta zo¬ staje usunieta od strony wewnetrznej na¬ czynia na pelwnej .grubosci. 4. Odmiana sposobu wedlug zaiste. 3, znamienia tern, ze naczynie weglowe, ,po spaleniu tlustej substancji, uzytej do jego wyrobu, zostaje znowu nasycone substanlcja tlusta, z zewnatrz przenikajaca do pewnej glebokosci w tworzywo tak, azeby na stronie wewnetrznej nadzynia pozostala warstwa pozbawiona tlusizczu. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 lub nastep¬ nych, znamienny zastosowaniem substancji katalitycznej w przejsciu pomiedzy elektro¬ litem a depolaryzowanym gazem, dla (wizimo- zenia depolaryzacji. 6. Odmiana ogniwa wedlug zastrz. 1, znamienna tern, ze jedna lub wiecej scianek naczynia wyrobione sa z dwóch tworzyw, z których jedno, od wewnatrz pozostajace w zetknieciu z elektrolitem, po wypaleniu przepuszcza elektrolit, podczas gdy two- _ 5 _rzyWo zewnetrzne jest tego rodzaju, ze nie przepuszcza elektrolitu, a zatem jest dlan nieprizenikliwe. 7. Odmiana ogniwa wedlug zastrz. 1, znamienna tern, ze naczynie weglowe, slu¬ zace za elektrode, jest podzielone na dwie lub wiecej czesci i posiada dwa lub wiecej przedzialów, oddzielonych izolujacetoi sciankami i mieszczacych kazda elektrode z cynku lub innego metalu oraz elektrolit, 8. Odmiana ogniwa wedlug zastrz. 7, znamienna tern, ze naczynie jest zacpatrzo*- ne u góry w kolnierz, wystepy, zlobki lub tym podobne czesci, przystosowane do u- fzadzenia zamykajacego, w jakie jest za¬ opatrzona pokrywa naczynia, azeby móc pokrywe te zdejmowac, 9. Ogniwo wedlug zastrz. 7 hib 8, zna- mienne tern, ze pokrywa -posiada otwory (8) dla kazdego przedzialu, przez które prze¬ chodza rurkowe koncówki elektrod, fc&nly- kane nasada zewnetrzna lub tej podobna czescia. 10. Ogniwo wedlug zastrz. 1 i 7, zna¬ mienne tern, ze j^dna z ellektorod okladajaca sie z cynku lub podobnego metalu jest zbu¬ dowana w ksztalcie kratki w taki sposób, ze zatknieta w ogniwo elektroda posiada znacz¬ na ilosc biegnacych zasadniczo poziomo czesci, które dziela elektrolit na pewna liczbe zasadniczo poziomych warstw cie¬ klych, polozonych jedna ponad druga. 11. Ogniwo wedlug zastrz. 1 i 7, zna¬ mienne tern, ze czesci skladowe isa wykona¬ ne czesciowo z innego tworzywa niz wegiel w sposób wlskazany wedlug zastrz.

1. Herman Douglas Nyberg. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 5779, f&s Ttg:3 \2*9*i 1 MgrJ 6 7 7 Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL