PL5810B1 - Ogniwa galwaniczne. - Google Patents

Description

W ogniwach galwanicznych o elektro¬ licie z roztworu lugowego wydajnosc elek¬ tryczna byla dotychczas nadzwyczaj mala ze wzgledu na uzywany roztwór. Stwier¬ dzono wogóle, ze w ogniwie miedziowem zuzycie na jedna amperogodzine wynosilo prawie 4 gramy lugu sodowego, teoretycz¬ nie zas jedna amperogodzina wynosi okolo 1,5 grama lugu sodowego. W ogniwach po¬ dobnych stosowany bywa zgeszczony roz¬ twór lugowy w stosunku 200 gramów tech¬ nicznego lugu sodowego na litr wody.Zauwazono jednak, ze o ile ogniwo nie szwankuje pod innemi wzgledami, to moz¬ na osiagnac pojemnosc kilkakrotnie nawet przekraczajaca pojemnosc teoretyczna, je¬ zeli odpowiednio dobrac stopien stezenia elektrolitu lugowego (jeden lub kilka wo* dzianów metali lugowych lacznie z NH4).W ten sposób znaleziono, ze stosujac ogniwo galwaniczne wykonane w mysl wy¬ nalazku o elektrodzie weglowej w postaci zbiornika, podleglej depolaryzacji po¬ wietrznej w mysl patentu Nr 5779, jak równiez uzywajac elektrode cynkowa w po¬ staci rusztu, jak to przedstawiono w paten¬ cie pomienionym, z elektrolitem, sklada¬ jacym sie z technicznego lugu sodowego o mocy w przyblizeniu 90 gramów na litr, otrzymuje sie wydajnosc wyrazona w am- perogodzinach wielokrotnie przewyzszaja¬ ca wartosc odpowiadajaca teoretycznej wartosci, wzglednie ilosci lugu sodowego, przyczem przyjmuje sie, ze pozostaje sólcynków** Godnem jest uwagi równiez to, ze -wtyJajnOsc te mozna osiagnac parzy znacz¬ nie wyzszeni nalpieciu roboczeni, mL w ja- tómkolwiiek ze zina/nych dota)dl ogniw z e- lektrolitem lugowyn\ Stosujac rzeczony elektrolit w powyz- szem ogniwie, mozna naprzyklad otrzymac napiecie robocze prawie 1,20 V przy nate¬ zeniu pradu o blisko 0,1 A, podczas gdy naprzyklad ogniwo miedziowe daje tylko 0,85 V przy tern samem natezeniu pra¬ du.Osiagnieta w mysl wynalazku wysoka wydajnosc nalezy przypisac glównie temu, ze elektrolit przy wzglednie niewielkiej mocy roztworu lugowego moze praktycznie pozostac bez izmiany ipodbzajs swojej pra¬ cy, co znowu zawdzieczamy miedzy innemi tej okolicznosci, ze rozpuszczalnosc, na¬ przyklad wodzianu cynku w lugu, przy wzrastajacej mocy lugu powieksza sie rów* noczesnie z ta moca tylko do pewnej gra¬ nicy, która lezy podlug dociekan naj¬ nowszych przy stezeniu 80 do 100 g na litr lugu sodowego. Gdy stezenie luigiu przekroczy te granice, zminilejisza sie zdolnosc lugu pochlaniania wodzianu cyn¬ ku i dlo utrzymywiaróa goi w stalnie plynnym, jezeli przyjac za podstawe do rachunku, ze jeden atom sodu przypada na jeden atom cynku, Diatego, jezeli wyjsc ze stezenia lugu mniejszego lub istotnie odpowiadajacego wskazanej powyzej najwyzszej rozpu¬ szczalnosci wodzianu cynku, natenczas o- kaze *ie mozliwem zachowac przez czas dluzszy wysokie stezenie lugu wolnego i niskie stezenie wodzianu cynku.Jezeli z drugiej strony wyjsc ze steze¬ nia hrgu wyzszego, niz to jakie odpowiada najwyzszej rozpuszczalnosci wodzianu cyn¬ ku, jak to ma naprzyklad miejsce w ogni¬ wie miedzianem, wtedy rozczyn zdaje sie nasycac coraz wiecej wodzianem cynku, nie zachowujac wówczas niezmiennosci, co daje sie zauwazyc miedzy innemi i z tego, ze w omawianem ogniwie wyzyskuje sie tylko okolo 50% ilosci teoretyczniej lugu.Na ten wytoik moga miec w^ptyfw oczy¬ wiscie taft&e i inne czynniki, jak tworzenie sie osadów na elektrodach, naprzyklad na plycie miedzianej, które przeszkadzaja luib ultmdniaja depolaryzacje tlenku miedzi.Okreslenie, ze elektrolit praktycznie pozo¬ staje bez zimiiany, oznacza w tym wyjpaldfcu, ze elektrolit ma te wlaJsnosc, iz i niegoniozina otrzymac prad wiekszy niz teoretycziny w zalozeniu, ze lug wiiajze sie jako sól cynko¬ wa luib sól jafcie;gokol|wiek innego metalki lifcjgowego.Tak wfiec pfrzedimiotenii wynalazku jielsrt ogjnftwo •galwaniczne z elektrolitem lugo¬ wym tyjpiu wiskazaneglo. Osiagamy tp przez uzycie lugu samego lub w polaczeniu z ja¬ kas sola, naprzyklad z sola kuchenna, któ¬ ra moze znajdowac sie w roztworze z lu¬ giem i ma wlasnosc osadzania zen wodzia¬ nu metalu; roztwór ten chroni od nasycania sie i daje moznosc elektrolitowi zachowa¬ nia, mówiac praktycznie, stanu niezmien¬ nego.W ten sposób mozna osiagnac wyzsza koncentracje wolnego lugu, niz wskazano powyzej. Z dociekan naukowych, przepro¬ wadzonych nad charakterem roztworu wo¬ dzianu cynku, zdaje sie wynikac, ze wo- dzian cynku, szczególnie przy stalem ste¬ zaniu lugu, znajduje sie w stanie roztworu koloidialmego. Kdloidiatey tetn roizczyn n*o!ze byc osadlzony solami, nalp^zyklaitf zwykla sola kuchenna, Niepodobna naturalnie podac wszystkie stopnie stezenia lugu, dopuszczalne w obre¬ bie tego wynalazku, gdyz to zalezy miedzy innemi od celów jakim ogniwo ma sluzyc.Zreszta podczas pracy ogniwa stopien koncentracji sie zmienia. Poniewaz decy¬ duje stopien stezania na elektrodzie nieta- lowej (naipirzyfclad cynkuj,, nie mozoiai prze¬ to pomienionej granicy, a mianowicie tej, przy której lug ma najwyzsza wlasnosc rozpuszczania wodzianu metali, uwazac za — 2 —granice scisle nFJwyzsza. Glówna zatem u-J wage nalezy zwracac na zdolnosc niezmien¬ nosci elektrolitu, Naprzyklad przy wyla¬ dowaniu ogniwa przy pradzie 0,1 A elektro¬ lit pierwiastkowy, posiadajacy jedynie 90 g na litr lugu sodowego lub 50 g na litr lugu sodowego i 200 g na litr soli kuchennej, da¬ wal bardzo dobre wyniki w polaczeniu ze, zbiornikiem weglowym i z elektroda cynko¬ wa w postaci} rusztu, jak to przedtetaiwiOne zostalo w patencie Nr 5779* ^ Oprócz wymienionych wyzej korzysci, przez zastosowanie takich pozostajacych bez zmiany elektrolitów, otrzymujemy tez inne, jak naprzyklad nieznaczne uzycie i nieznaczne pochlanianie kwasu weglowego z powietrza. Nastepnie, mozna w zupelno¬ sci osadzic wodzian metalu elektrolitu, na¬ przyklad przez rozgrzanie tegoz, dzieki czemu wodziilan temi, jak równiez ii lug, moznia odzyskac powrotnie.Co sie tyczy pochlaniania kwasu weglo¬ wego, to mozna je zmniejszyc zapomoca jakiegokolwiek odpowiedniego procesu, mianowicie w ten sposób, ze kwas pochla¬ niany zostaje z powietrza przedtem nim powietrze uzyte zostanie jako srodek depo- laryzacyjny. Poslugujac sie tak stosunko¬ wo niska koncentracja lugu, jak to ma miej¬ sce w mysl wynalazku, mozna zwiazac pochloniety z powietrza kwas we^lotwy z osadem, wytworzonym przez zuzycie elek¬ trody cynkowej. Cynk moze przejsc w we¬ glan zasadowy i osadzic sie jako taki. Rów- mieizi przez dodjamie do elektrolitu rozczymiu, posiadajacego wlasnosc pochlaniania kwa¬ su weglowego, mozna utrzymac w elektro¬ dzie na dosyc niskim poziomie zawartosc kwasu weglowego.Omawiany elektrolit jest nadzwyczaj odlpówiedliil dio ulzytku w zwiazku z wispo- mnflana elektroda wpostaidl weglowego zbior¬ nika. Jednakze jest równiez korzystnem, gdy elektroda weglowa zamiast tworzyc zbiornik zewnetrzny umieszczona jest cen¬ tralnie wewnatrz ogniwa. W tym wypadku egiel musi byc «zyhtry*ft przy pomocy ile* polaryzacji gazowej i musi szczególnie miec te same wlasnosci, co i zbiornik weglowy, jak lo wskazano w patencie Nr 5779; Po* wierzchnia wegla, dotykajaca elektrolitu musi miec taka wlasnosc, by elektrolit ja zwilzal i przenikal do pewnej glebokosci warstwy wegla, podczas gdy inne czesci weglowe elektrody, które sasoadfuija z pc*- wierzchnia zwilzona, czyli czesci elektrody otoczone gazem, nie powinny byc zwilzone eleiktroilitem, kicz musza byc zabezpieczone od takiego zwilzenia i przenikania.Zamiast cynku, najkorzystniej amalga- mowanego, mozna zastosowac równiez ja¬ kikolwiek inny odpowiedni metal. Elektro¬ lit moze byc uzyty w rozczynie lub w sta¬ nie napól plynnym. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Ogniwo galwaniczne, znamienne tern, ze elektrolit jego sklada sie z wódzia¬ mi lugowca (wlacznie z NH^) albo z kilku podobnych zwiazków, ewentualnie z dodat¬ kiem jednej lub róznych soli, które moga osadzac wodzian metalu i pozostawac w stanie plynnym obok lugu, przyczem zawar¬ tosc procentowa elektrolitu w stosunku do tego rozczynu lub rozczynów od samego poczatku woininiai byc takaj, by elektrolit pozo¬ stawal praktycznie bez zmiany podczas wy¬ ladowania ogniwa.
2. 2. Ogniwo galwaniczne wedlug zastrz, 1, znamienne tern, ze moc rozczynu lugowe¬ go winna od poczatku byc tak utrzymana, zeby wyrównywala lub byla mniejsza od tej, przy jakiej rozczyn posiada najwyzsza wlasnosc pochlaniania wódziami tych me¬ tali, np. cynku, uzytego w ogniwie jako elektroda dodatnia.
3. 3. Ogniwo galwaniczne z elektrolitem wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tern, ze je¬ go elektroda ujemna sklada sie glównie z wegla, który w razie koniecznosci moze byc — 3 — fwykonany jako zbiornik dla innych czesci ogniwa i który posiada te wlasnosc, ze po¬ wierzchnia, stykajaca sie z elektrolitem, jest zwilizonaJ do pewnej glebokosci elektro¬ litem, podczas gdly sasiedniej warstwy we¬ gla lub tez warstwy, znajdujacej sie pod wplywem otaczajacego go gazu, elektrolit nie zwilza. Herman Douglas Nyberg, Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. BIBLIO T E K Al Druk L. Boguslawskiego, Warszawa- PL