PL6771B1 - Ogniwo galwaniczne odwracalne. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy polega na zastoso¬ waniu obojetnych roztworów soli zelaza trójwartosciowego (chlorku lub siarczanu) jako depolaryzatorów w ogniwie typu Bunsena: cynk, plyn wzbudzajacy, prze¬ pona, plyn depolaryzujacy, wegiel. Wpraw¬ dzie zastosowanie chlorku zelazowego, Fe2 C/6 jako depolaryzatora jest znanem; tak samo znana jest regeneracja siarczanu ze¬ lazowego Fe2 (SOJ zapomoca elektrolizy siarczanu zelazowego Fe SO± (proces Sie¬ mensa dla elektrolizy rud miedzianych) lecz dotychczas stosowano sole te jedynie w roztworze kwasnym: Fe2 Cl6 + H Cl, al¬ bo Fe2 (SOJ* + H2 SO,.Zastapienie roztworów kwasnych tych soli roztworami obojetnemi pociaga za soba niezmiernie wazne konsekwencje, a miano¬ wicie: 1) ilosc kwasu potrzebna do rozpuszcze¬ nia cynku dostarczaja same sole zelaza trójwartosciowego przy redukcji pod wply¬ wem pradu: Fe2 (SOJ& + Zn = Zn S04+2 Fe SO±. 2) Wskutek powyzszego cynk rozpu¬ szcza sie tylko w miare zuzycia pradu, gdy tymczasem w roztworach kwasnych, nawet oddzielonych przepona od cynku, nader ruchliwe jony wolnych kwasów dyfunduja z wielka szybkoscia do cynku i nagryzaja go silnie, niezaleznie od akcji pradu. 3) Uzycie soli zupelnie obojetnych, da¬ jacych roztwory bezwonne i niegryzace, jest bardzo wielka zaleta przy baterjach przenosnych i daje moznosc zabierania z soba wielkiego zapasu depolaryzatora w stanie suchym zwlaszcza Fe2 fSOJs i roz¬ puszczania w wodzie w miare potrzeby.4) Roztwory obojetne umozliwiaja da¬ lej zastosowanie przepon z substancyj orga¬ nicznych (papier, tektura i tym podobne substancje) miekkich i podatnych w przeci¬ wienstwie do kruchych i czulych na wstrza- snienia przepon z porcelany porowatej lub tym podobnego materjalu. Równiez na¬ czynia i szkielet wewnetrzny moga byc zbudowane z materjalu organicznego, np. drzewa, gdy tymczasem wiadomo z prakty¬ ki akumulatorów, ze nawet wylozenie olo¬ wiem nie chroni zbiorników drewnianych od zniszczenia przez opary kwasu, 5) Wreszcie, co najwazniejsze, zastoso¬ wanie plynów obojetnych umozliwia zupel¬ na odwracalnosc ogniwa, czyli, ze ogniwo powyzsze staje sie prawdziwym akumulato¬ rem.Akumulator ten w stanie wyladowanym przedstawia sie jak nastepuje: Zn\FeCl2-\-ZnCl2\FeCl2-\-ZnCl2\ C. (1) Widzimy wiec, ze plyn z jednej czy drugiej strony przepony ma scisle ten sam sklad; zatem akumulator moze stac w sta¬ nie wyladowanym nieograniczona ilosc cza¬ su.Po naladowaniu otrzymamy wzór naste¬ pujacy: Zn | FeCL21 Fe2 C/61 C. (2) Chlorek cynku rozlozyl sie pod dziala¬ niem pradu na cynk metaliczny, który osa¬ dzil sie na katodzie i na chlor, który z chlor¬ kiem zelazawym dal chlorek zelazowy, W praktyce oczywiscie pewna ilosc chlorku cynku pozostawi sie nierozlozona ze wzgledu na jakosc osadu metalicznego, glówna jednak ilosc cynku wydzielona na katodzie stanowi wlasciwie ladunek elek¬ tryczny ogniwa.Otóz jasnem jest, ze ogniwo zawieraja¬ ce wolny kwas solny nie jest odwracalnem, gdyz przy elektrolizie nie regeneruje sie HCl, lecz co najwyzej moze wywiazac sie wolny chlor.Elektroliza siarczanu cynku moze wprawdzie regenerowac wolny kwas H2 SO±, lecz zato w obecnosci wolnych kwa¬ sów i znacznych ilosci zelaza cynk nie wy¬ dziela sie na katodzie, zamiast niego wy¬ wiazuje sie wodór, jako rezultat elektroli¬ zy H2 SOt lub H Cl Ogniwa kwasnego nie mozemy wiec naladowac; nie jest ono odwracalnem, W opisach dawnego procesu Siemensa znajdujemy zdanie dotychczas nie zaprze¬ czone: ze proces ten nie moze byc stosowa¬ nym do elektrolizy rud cynkowych ze wzgledu na obecnosc soli zelaza.Otóz podstawa niniejszego wynalazku jest nowy, tu po iaz pierwszy stwierdzony fakt, ze z roztworu zawierajacego ZnCl2 + FeCl2 mozna otrzymac elektroliza zu¬ pelnie czysty i zbity osad metalicznego cyn¬ ku, jesli plyn jest obojetny.Ogniwo niniejsze, uzywane jako aku¬ mulator, otwiera zupelnie nowa kategorje akumulatorów, wcale dotad nieznana w praktyce elektrotechnicznej, W przeciwienstwie do istniejacych ty¬ pów: olowianego Plante'go lub Faure'a, niklowego Edisona, miedzianego Wadell- Entzla, srebrnego Jungnera — w których depolaryzatorami sa porowate lub proszko¬ wate przewodniki I-go rzedu; w akumula¬ torze powyzszym zapas energji elektroche¬ micznej miesci sie w plynie aktywnym Fe2 C/6, który moze byc zupelnie niezaleznie od baterji magazynowanym w zwyklych zbior¬ nikach i byc dopelnianym w razie potrzeby, po wypuszczeniu plynu juz zuzytego, 1 kg roztworu 60°/0-owego chlorku zela¬ zowego Fe2 Cl6 ma pojemnosc okolo 100 Ah (przy 1,5 woltach).Odpowiednia ilosc cynku wynosi 120 gramów.Zatem 1120 g substancyj aktywnych na pojemnosc 100 Ah, czyli na 1 kg okolo 90 Ah, Waga naczynia jest stosunkowo nie¬ znaczna, gdyz wobec plynów obojetnych moze byc z drzewa albo z cienkiej blachy — 2 —zelaznej (bedacej zarazem katoda); równiez malo waza przepony z substancji organicz¬ nej i wegle o ciezarze wlasciwym 1,3.Jest wiec dana moznosc bardzo znacz¬ nego przyblizenia sie ku granicy teoretycz¬ nych 90 Ah na 1 kg, która to pojemnosc, jak wiadomo, przewyzsza nawet przy uwzgled¬ nieniu nizszego woltazu szesciokrotnie naj¬ lzejsze dotad znane akumulatory.W dodatku w akumulatorze tym zadna ,,masa aktywna" nie ulega zniszczeniu, nie odpada, nie traci pojemnosci. Akumulator ten nie potrzebuje formowania ani piasto¬ wania: po zlozeniu i napelnieniu jest na¬ tychmiast gotów do przyjecia pelnego la¬ dunku.Nalezy zaznaczyc, ze przy ladowaniu warunkiem solidnego i gladkiego osadu cynku jest mieszanie plynu, co mozna usku¬ tecznic zapomoca odpowiednich urzadzen dla cyrkulacji.W ten sam sposób mozna podniesc znacz¬ nie intensywnosc wyladowania (gestosc pradu na jednostke powierzchni elektro- dy).Dla lepszego przewodnictwa mozna do¬ dawac do plynów obojetne sole alkaljów lub ziem alkalicznych, a zamiast wegla mozna uzyc magnetyczny tlenek zelaza Fe, 04. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Ogniwo odwracalne typu „Bunsena", znamienne tern, ze sklada sie z cynku i we¬ gla, lub magnetytu, jako elektrod, i dwóch elektrolitów, a mianowicie: obojetnego roz¬ tworu soli cynku lub zelaza dwuwartoscio- wego, albo ich mieszaniny (ewentualnie z dodatkiem soli alkaljów lub ziem alka- licznych) przy cynku, zas równie obojetne¬ go roztworu tychze soli lub ich mieszanin i soli zelaza trójwartosciowego przy weglu, przyczem elektrolity te sa oddzielone od siebie przepona zwykla lub z substancji or¬ ganicznej, np. z papieru, z tektury lub tym podobnych substancyj.

2. Ogniwo odwracalne wedlug zastrz. 1, znamienne tern, ze jest polaczone ze zbiornikami na plyny aktywne, w celu prze¬ chowywania wiekszych ilosci energji elek¬ trycznej.

3. Ogniwo odwracalne wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tem, ze przy jego ladowa¬ niu i wyladowywaniu plyny (elektrolity) poddaje sie mieszaniu. Stanislaw Laszczynski. Zastepca: Inz. Cz. Raczynski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa, PL PL