Titel: | Elektrotechnik.Fortschritte der angewandten Elektrochemie. |
Autor: | Franz Peters |
Fundstelle: | Band 307, Jahrgang 1898, S. 90 |
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Elektrotechnik.Fortschritte der angewandten Elektrochemie.
Von Dr. Franz
Peters.
(Fortsetzung des Berichtes S. 62 d.
Bd.)
Fortschritte der angewandten Elektrochemie.
II. Secundärelemente.
a) Theorie und
Allgemeines.
F. Foerster und O.
Seidel (Zeitschr. f. anorg. Chemie, 1897
Bd. 14 S. 138) schliessen aus den in meinem vorigen Berichte erwähnten Arbeiten
über die Bildung von Kupferoxydul an der Kathode bei der Elektrolyse von
Kupfersulfatlösungen (vgl. D. p. J. 1897 304 215), dass im Bleisammler, gemäss Le Blanc's Ansicht, der positive Strom an der Anode
die ihm dort begegnenden zweiwerthigen Bleiionen in vierwerthige überführt, und
die Ausscheidung des festen Superoxyds erst die Folge dieser Vorgänge ist. Diese
Theorie ist nach F. Foerster (Zeitschr. f. Elektrochemie, 1897 Bd. 3 S. 525)
richtiger als die von Liebenow-Löb (vgl. D. p. J. 1897 303 71).
Dass an der Anode thatsächlich vierwerthige Bleiionen entstehen, kann man durch
folgenden Versuch zeigen. Wird eine bei 0° mit Bleichlorid gesättigte, etwas
Salmiak enthaltende starke Salzsäure bei 0° mit Dqdm = 0,5 Ampère mehrere Stunden zwischen Platinelektroden
elektrolysirt, so entsteht kein Bleisuperoxyd an der Anode, sondern ein
Doppelsalz von Bleitetrachlorid mit Salmiak. Damit das Tetrachlorid durch
herabfallenden Bleischwamm nicht reducirt werde, muss die Kathode mit
Pergamentpapier umwickelt werden. Auch bei der Elektrolyse neutraler
Bleichloridlösung bei 0° entsteht Bleitetrachlorid. Dieses erleidet aber in
Folge der Abwesenheit freier Säure sehr schnei) Hydrolyse unter Abscheidung von
Bleisuperoxyd. Ganz allgemein kann man annehmen, dass ein Strom von geeigneter
Dichte an der Anode auf positive Ionen von niederer Werthigkeit positive
Ladungen anhäufen oder an der Kathode Ionen von hoher Werthigkeit ihrer Ladung
theilweise oder völlig berauben kann. So lassen sich ohne Zuhilfenahme
secundärer Reactionen eine ganze Anzahl von Oxydations- und Reductionsvorgängen
erklären. Elektrolysirt man angesäuerte Kupfersulfatlösungen bei gewöhnlicher
Temperatur mit sehr niedrigen Stromdichten oder bei 100° selbst mit Dqdm = 1 Ampère, so erhält man Kupfer in
verstreuten wohlausgebildeten Krystallen, die auch entstehen, wenn man eine
angesäuerte Kuprisulfatlösung mit Kupferoxydul kocht, also in der Hitze mit
Kuproionen sättigt und dann erkalten lässt. Würde das Kupfer sich erst
niederschlagen und dann zum Theil wieder unter Bildung von Kuprosalz auflösen,
so wäre der Niederschlag glatt und einheitlich. In neutraler
Thalliumsulfatlösung nehmen an der Anode zwei Thalloionen je zwei positive
Ladungen auf; es entsteht Thallisulfat, das aber sofort durch Hydrolyse
Thalliumsesquioxyd abscheidet. Durch freie Säure wird dies verhindert, weniger
in zunehmendem Maasse beim Wismuth, Mangan und Blei. Auf einer Hydrolyse von
Kuprosulfat beruht höchst wahrscheinlich auch die Bildung von Kuprooxyd an der
Kathode.
Werden Accumulatoren mit verschiedenen Stromstärken (J) in den Zeiten t entladen, so ist nach
W. Peukert (Elektrotechn. Zeitschr., 1897 Bd. 18 S. 287) Jn . t = constans, wobei die für jedes System constante Grösse n zwischen 1,35 und 1,72 liegt. Ist die Capacität
(K1) für eine
bestimmte Stromstärke (J1) gemessen, so ergibt sich die Capacität K2 bei einer anderen
Entladestromstärke J2 nach der Gleichung
K_2=K_1\,.\,\left(\frac{J_1}{J_2}\right)^{n-1}.
Eine allgemeine Formel entwickelt Liebenow (Zeitschr. f. Elektrochemie,
1897 Bd. 4 S. 58). Es ist
J\,.\,t=\frac{C}{1+\frac{K}{\sqrt{t}}},
wo J die Stromstärke, t die Zeit, C die
Maximalcapacität des Accumulators und K eine vom
Accumulator abhängige Constante bedeutet.
E. Haagn (Zeitschr. f.
Elektrochemie, 1897 Bd. 3 S. 421 und 470) hat nach der von W. Nernst und ihm angegebenen Messmethode, bei der
zwei Zweige der Brückenanordnung durch Condensatoren ersetzt sind, den inneren
Widerstand von Accumulatoren untersucht. Im Allgemeinen zeigen die Accumulatoren
für die verschiedensten Stromentnahmen annähernd constanten Widerstand, während
F. Uppenborn früher (Elektrotechn. Zeitschr., 1891 S. 157) gefunden hat, dass der
Widerstand mit steigender Stromdichte abnimmt. Bei der Entladung steigt er erst
langsam, dann immer schneller an. In Ruhe geht er nach übermässiger
Beanspruchung des Accumulators wieder ebenso zurück, wie die elektromotorische
Kraft steigt. Der Widerstand ist für dieselbe Phase der Ladung und Entladung
annähernd gleich, so dass er bei der Ladung erst schneller, dann langsamer fällt,
während Boccali (Elektrotechn. Zeitschr., 1891 S. 51) ein Ansteigen bei Eintritt der
Gasentwickelung beobachtet hatte. Der stark steigende Widerstand am Ende der
Entladung ist nicht nur auf Concentrationsabnahme der Schwefelsäure, sondern
hauptsächlich auf den Uebergangswiderstand der Bleisuperoxydelektrode
zurückzuführen. Derjenige der Bleiplatte ist nur ungefähr ein Viertel so gross.
Es ist daher wahrscheinlich, dass die Vorgänge bei der Entladung nicht für beide
Elektroden gleichmässig zum Bleisulfat führen, sondern dass an der positiven
Elektrode complicirtere Vorgänge eintreten. Zur Bestimmung des Grades der
Entladung ist die Messung des Widerstandes nicht verlässlicher als die der
elektromotorischen Kraft, da in der ersten Phase sich beide nur ganz langsam
ändern. Allgemeine Bedingung für die Durchführbarkeit der angewandten
Condensatormethode ist ein scharfes Minimum. Wo dies, wie bei Zellen mit
geringer Polarisationscapacität, nicht unter der oben angedeuteten
Versuchsanordnung eintritt, muss eine compensirende zweite
Polarisationscapacität aus Aluminiumplatten in einen Brückenzweig eingeschaltet
werden. Durch eine Minute langes Aufladen mit einem Strome, der höher gespannt
ist als der Gebrauchsstrom, in Schwefelsäure erhalten die Aluminiumplatten die
Eigenschaft, dem Gleichstrom einen grossen Uebergangswiderstand
entgegenzusetzen, während sie sich dem Wechselstrome gegenüber wie eine
gewöhnliche Polarisationscapacität verhalten, deren Capacität von derselben
Grössenordnung wie die der untersuchten Zelle ist. Zweckmässig wird die
Polarisationscapacität durch verschiedenes Eintauchen veränderlich gemacht und
als Widerstand ein Rheostat verwendet.
Batteriezellen stellt D. M. Haves (Englisches Patent
Nr. 1228/1896) dadurch her, dass er Asbestpappe in die gewünschte Form bringt
und mit Celluloid tränkt. Besser giesst man noch ein inniges Gemenge von 1 Th.
flüssigem Celluloid und 2 Th. gepulvertem oder faserigem Asbest in Formen und
lässt erkalten. W. Morison (Englisches Patent Nr.
18485/1896) verwendet ein auf 60° erhitztes Gemenge von Asphalt, Guttapercha,
Asbest und Schwefel.
b) Accumulatoren nach dem
Planté-Typus.
H. O. Tudor (Englisches Patent Nr. 10718/1896) will
die Bleiplatten erst in Schwefelsäure von 2° Bé., anfangs mit Ruhepausen, später
mit Entladungen dazwischen, mit Bleisuperoxyd bedecken, dieses dann reduciren
und schliesslich wie gewöhnlich in starker Säure formiren. J. Julien (Englisches Patent Nr. 21956/1896) wendet
in Planté-Accumulatoren als positive Elektroden über einander geschichtete, mit
Rillen oder Falten versehene Walzbleibleche (nicht gerade neu! P.) an, die durch Bleibänder zusammengehalten
werden und mit einer dünnen Schicht activen Materials (aus abgenutzten
Accumulatoren) bedeckt sein können. Die negativen Elektroden bestehen aus
Bleioxydcylindern oder gegossenen Prismen, die der Achse nach durchbohrt und an
leitenden Stäben aufgehängt sind. Um trotz der durch diese Anordnung erreichten
grossen Oberfläche und Capacität die Batterie auf möglichst kleinen Raum zu
bringen und wenig Elektrolyt zu gebrauchen, werden die Stifte aus negativer
Masse in senkrechte Kanäle der Anoden eingeführt. Ch.
Pollak (Englisches Patent Nr. 13520/1896) saugt durch Bleipulver, das
mit etwas Kochsalz vermischt ist, geschmolzenes Blei, wobei die Form auch
durch Kochsalzumhüllung geschützt ist, setzt unter starken Druck und laugt das
Salz aus.
c) Accumulatoren nach dem
Faure-Typus.
Das Verfahren Danziger's (vgl. D. p. J. 1897 303 93),
Träger und active Masse durch einen elektrolytisch erzeugten
Kaliumbisulfatüberzug haltbarer zu machen, ist in England Johannes Körner (Englisches Patent Nr. 19745/1896)
patentirt worden. X. M. Roux (Engl. Patent Nr.
12696/1896) versieht die positive Elektrode elektrolytisch mit einem Ueberzug
von nicht oxydirbarem Metall oder einer nichtmetallischen Substanz, wie Kohle
oder Kieselsäure. Der Träger besteht aus Glas, Porzellan oder anderem
indifferenten Material, durchwunden von Draht, Band oder Röhren aus Blei. Das
Füllmaterial ist mit Asbest oder anderer absorbirender und widerstandsfähiger
Substanz gemischt (alt! P.). Zur Formation wird als
Elektrolyt Oxalsäurelösung, die mit Schwefelsäure oder Mangansulfat versetzt
sein kann, benutzt. Zur Isolation der dicht an einander gerückten Elektroden
werden (was auch nicht neu ist) Asbestplatten verwendet. Auf sein schon früher
(D. p. J. 1897 303
93) beschriebenes Verfahren zur Herstellung eines die Ausdehnung der Platte
gestattenden Hohlraumes hat W. Majert jetzt auch
ein deutsches Patent erhalten (Nr. 90868). Die nach seinem im vorigen Bericht
(D. p. J. 1897 304
213) beschriebenen Verfahren hergestellten porösen Metallplatten will L. Hoepfner (Englisches Patent Nr. 17671/1896)
unter anderem als Elektroden für Secundärbatterien benutzen. Ob G. A. Grindle (Englisches Patent Nr. 10472/1896)
etwas Neues gefunden zu haben glaubt, wenn er vorschlägt, die
Accumulatorelektroden aus einer Lage Blei und einer Lage oder einem Kern aus
Blei-Antimonlegirung herzustellen? Accumulatorelektroden für hohe Stromdichten
und Capacitäten wollen Majert und Berg (D. R. P. Nr. 94654) dadurch herstellen, dass
sie aus vollen Kernplatten mit einem besonders geformten Stahl mit zwei
Schneiden oder einer Schneide und einer dahinter stehenden gekrümmten Fläche
Rippen ausheben. Zur Herstellung von Elektroden für Hochspannungsaccumulatoren
versieht A. Schanschieff (Englisches Patent Nr.
19669/1896) dünne Platten auf beiden Seiten mit Rippen und füllt dazwischen die
active Masse so, dass die Plattenränder frei bleiben. Der Plattenkörper trennt
gleichzeitig zwei Zellen und gibt die Gefässwand für den Elektrolyten ab. Die
Accumulatorelektroden von Willard (Amerikanisches
Patent Nr. 576177) sollen sich nur durch die Wellenform der Horizontalrippen von
den neuen positiven Platten der Accumulatorenfabrik
Actiengesellschaft in Hagen i. W. unterscheiden. Während bisher wegen
zu starker Erhitzung der Formen in 10 Stunden höchstens 200 Stück Gitterträger
hergestellt werden konnten, erzeugt jetzt E. Franke
(Elektrochem. Zeitschr., 1897 Bd. 4 S. 176) 600
Stück. Besondere Arten der Gitter beschreiben E.
Clark und F. King (Englisches Patent vom
4./3. 1894). Schon früher ausgeführt ist der Vorschlag M. O. A. Garreau's (Englisches Patent Nr. 16270/1896), die Oeffnungen
netzförmiger Träger aus Blei-Antimonlegirung mit glatten oder gerunzelten
Bleistreifen auszufüllen, die in ihrer Mitte verlöthet sind, so dass sie sich
nur der Länge nach ausdehnen können. Die mit Pergamentpapier umwickelten
Elektroden werden eng zusammengepresst. Auch Bleibänder allein sind bereits
vielfach zum Aufbau von Elektroden benutzt worden. H. T.
Cheswright (Englisches Patent Nr. 9563/1897) lässt die verschiedenartig
gestalteten Bleibänder in Gruppen angeordnet von dem Stromzuleiter frei
herabhängen. Irgend eine Umhüllung aus isolirendem Material verhindert
Kurzschluss. Einen Stromsammler mit schraubenförmigen Masseträgern haben R. Knöschke und W.
Eppenstein (D. R. P. Nr. 90193) construirt. Die beiden Elektroden
werden behufs Annäherung in einander gedreht. F. W.
Greengrass und S. R. Docking (Englisches
Patent Nr. 13644/1896) nehmen als Platten leicht zusammengedrückte Spiralen aus
Blei oder aus Bleilegirung. Die negativen stehen auf Bleifüssen, die positiven
sind an Röhren aufgehängt. J. und H. H. S. Vaughan-Sherrin (Englisches Patent Nr.
16516/1896) winden um einen Stab oder eine Röhre aus Ebonit o. ä. spiralförmig
einen gewellten oder glatten Bleistreifen als Leiter und um diesen in
entgegengesetzter Richtung eine Spirale aus Ebonit o. ä. In die Zwischenräume
wird die active Masse eingepresst. Sie wird beim Ausdehnen und Zusammenziehen
stets durch die Ebonitspirale gegen den Stromzu- und -ableiter gepresst, so dass
der Accumulator selbst Kurzschluss aushalten kann, ohne dass wirksame Substanz
abfällt oder die Capacität leidet. Der isolirende Kern kann fehlen und der
Bleileiter jede beliebige Gestalt erhalten. Es kann auch innen eine elastische
Spirale aus isolirendem Material angebracht werden. Eine weniger gute und auch
kaum neue Anordnung zur Sicherung des Contactes zwischen activer Masse und dem
Stromleiter, sowie zur Vermeidung der Zerstörung der Behälterwandungen beim
Aufquellen besteht nach Contades (D. R. P. Nr.
94167) darin, die umhüllende Tasche, die aus porösem durchlöcherten Material
besteht, aus zwei Theilen herzustellen, die in einander greifen und durch
elastische Ringe oder Bänder aus Kautschuk, Blei, Zinn o. dgl. zusammengehalten
werden. H. Leitner (D. R. P. Nr. 90354) will die
Sammlerelektrode dadurch fest an die Gefässwand pressen, dass er sie in Form
eines aufgeschnittenen Cylinders in ein cylinderförmiges Gefäss bringt und durch
die Formirung eine Ausdehnung der inneren Fläche bewirkt. In eine perforirte
Bleiröhre von wellenförmigem Querschnitt und mit einem Bleikern als Stromleiter
bringt Henry Woodward (Amerikanisches Patent Nr.
571143) zahlreiche Mennigekügelchen. Zwischen je zwei Lagen von ihnen wird eine
Bleiplatte geschoben, damit ein Zwischenraum zum besseren Eindringen des
Elektrolyten entsteht. Fr. Schneider (D. R. P. Nr.
91137) füllt mit der activen Masse theilweise wagerecht liegende Röhren aus
Metall oder Isolirstoff, die oben mit Löchern versehen sind. Dieser obere Theil
ist (D. R. P. Nr. 92438) mit der darüber befindlichen Röhre verbunden. Man kann
auch zur Stromzuleitung metallene Tröge verwenden, die seitlich in die Röhren
eingeschoben werden und an der Innenseite mit Bändern oder Ansätzen versehen
sind. Mouterde, Chavant und George (D. R. P. Nr.
92328) versehen die cylinderförmigen, in einander stehenden Elektroden mit
schwalbenschwanzförmigen Ringnuthen. Diese sind bei der Kathode aussen, bei der
Anode innen und bei ersterer um so viel breiter und tiefer, dass sie ein Viertel
mehr active Masse als die der Anode aufnehmen können. Ausserdem sind die
negativen Elektroden mit einer Hülle aus durchbrochenem Bleiblech bekleidet. Die
äussere positive Platte soll zugleich als Behälter dienen. Die Capacität wird
auf 20 Ampère-Stunden für 1 k angegeben. (Vgl. H.
Lebicz, L'Electricien, 1897 S. 188.) Eine dreitheilige Elektrode
will Franz Grünwald (D. R. P. Nr. 91970) verwenden.
Eine mit Zungen und Löchern versehene leitende Mittelplatte trägt zwischen ⊔-förmigen Rippen zwei äussere, aus leitenden oder
nichtleitenden Stoffen hergestellte und mit Löchern zur Aufnahme der activen
Masse versehene Platten. Letztere können sich seitlich bewegen und werden von
der sich ausdehnenden oder sich zusammenziehenden activen Masse von einander
entfernt oder einander genähert.
C. T. Barret (Englisches Patent Nr. 6818/1897)
benutzt als Träger des Bleisuperoxyds eine poröse Bimssteinplatte, die von einer
durchlöcherten Hülle aus Blei und weiter von einer solchen aus isolirendem
Material umgeben ist. Rooney (Amerikanisches Patent
Nr. 574826) verwendet als Träger der activen Masse Wollfilzstreifen. Bei dem
Accumulator Headland's (Engineering vom 26. Februar 1897) bestehen die prismatischen Rahmen
aus je vier inneren und vier äusseren Stäben, die nach den Enden zu dünn
werdende Querstangen vereinigen. Dadurch soll der Säure möglichst wenig
Angriffsfläche und möglichst viel active Masse geboten werden.
Die mit Schwefelsäure angemachten Bleioxyde, die mit elektrolytischem Blei
gemischt werden können, mengt J. Celestre
(Englisches Patent Nr. 26491/1896) mit Bleisulfat oder -carbonat, um die Paste
porös zu machen. Die Plattenrahmen werden mit Curven versehen, um die Ausdehnung
des activen Materials nicht zu hindern. Für neu hält es C. Brault (Englisches Patent Nr. 29907/1896), wenn er die Bleioxyde im
Gemische mit Alkali- oder Erdalkalisulfaten mit einer Lösung von Ammoniak oder
Ammoniumsalzen behandelt, der für die negativen Platten 1 bis 2 Proc.
Quecksilberbisulfat zugesetzt sind. Der Härtungsschwefelsäure werden 2 bis 3
Proc. des für die Platten angewendeten Salzes zugesetzt. Die aus
Blei-Antimonlegirung bestehenden Platten bilden einen zweitheiligen Rost. In
Doppelgitter wollen A. Conder und P. Michélot (Englisches Patent Nr. 18951/1896) die
mit einer (schon länger angewendeten) Mischung von Schwefelsäure (1), Wasser
(10), Glycerin (3) und Magnesiumsulfat angemachten Bleioxyde eintragen. E. Marckwald (Englisches Patent Nr. 9913/1897)
bedeckt die Träger mit einem basischen Bleisalze, das durch Eintragen von
Bleioxyd in den fünften bis siebenten Theil einer 10- bis 12proc. wässerigen
Lösung von Buttersäure, Milchsäure oder einem Gemische beider erhalten wird.
Derselbe Erfinder will auch (Englisches Patent Nr. 9914/1897) Milch (200 cc auf
1 k Bleioxyd) zum Anmachen verwenden. Die Härtung wird durch behutsames Erwärmen
beschleunigt. Zum Anmachen der Bleioxyde gebraucht S.
Hammacher (Englisches Patent Nr. 17161/1896) verdünntes Pyridin, das
mit dem Blei Verbindungen eingeht. Um ein selbsthätiges wechselseitiges
Einkeilen der Bleioxydtheilchen zu bewirken, lässt W. A.
Boese (Englisches Patent Nr. 10254/1897) im Rahmen auf sie Säuren
wirken, die sich damit verbinden oder sie zersetzen unter Bildung eines
unlöslichen oder schwer löslichen Salzes. Besonders soll Bleioxyd mit Essigsäure
und einem darin löslichen Bindemittel, wie Asphalt, gemischt werden. Blei kann
auch zu Platten geformt und in Schwefelsäure getaucht werden. Die
Bleisuperoxydmoleküle will E. W. Jungner
(Englisches Patent Nr. 16362/1897) durch ein geeignetes Material (Paraffin!)
unter einander verbinden. The Sussmann Electric Miners'
Lamp Co. Ltd. und S. A. Rosenthal
(Englisches Patent Nr. 21749/1896) machen mit einer dünnen Kautschuk- und
Ammoniumsulfatlösung an. Gepulverter Asbest, Schlackenwolle oder anderes
indifferentes Material kann beigemischt werden. C.
Marschner (Englisches Patent Nr. 12250/1896) verreibt die Bleioxyde mit
einer Lösung von Bernstein oder anderem fossilem Harz in Alkohol oder in einer
Mischung von Terpentinöl und Alkohol zu einer plastischen Masse. Mit massig
concentrirten Lösungen von Aloïn, Cantbaridin, Cardol, Quassïn und Santonin will
Richard Linde (D. R. P. Nr. 92729) die Mennige
anmachen. Welche möglichen und unmöglichen Substanzen werden nicht noch zur
Bindung der wirksamen Masse vorgeschlagen werden?
G. W. Harris und R. J.
Holland (Englisches Patent Nr. 251/1897) tauchen die Platten vor dem
Formiren in ein Bad aus verdünnter Schwefelsäure und einer Säure, die Blei löst,
wie Essigsäure oder Salpetersäure. Formirt wird in einer Mischung aus
Schwefelsäure oder Selensäure, Metall- (z.B. Magnesium-)sulfatlösung, Essigsäure
oder Salpetersäure und einer Acetat- oder Nitratlösung. Zu Ende gebracht wird
die Formation in einem Bade aus verdünnter Schwefelsäure und wenig saurem (z.B.
Alkali-)sulfat. Die Reduction der so hergestellten positiven Platten zu
negativen erfolgt in demselben Elektrolyten. Die Träger bestehen aus sich
kreuzenden Rippen, die quadratische oder viereckige Zwischenräume zwischen sich
lassen. L. Lucas (D. R. P. Nr. 90446) verwendet bei
der Formirung von Bleiplatten im Elektrolyten Ueberchlorsäure oder deren Salze
im Gemisch mit Schwefelsäure. Da die Ueberchlorsäure durch die Elektrolyse nicht
verändert wird, fällt die Entwickelung von Chlor fort und können die Lösungen
immer wieder benutzt werden. Sulfatisirte Platten bringen Dannert und Zacharias
(D. R. P. Nr. 92276) in ein Bad aus Aetzbarytlösung. Nach dem Waschen der Platte
wird die auf der Oberfläche liegende Bariumsulfatpartie durch Stromeinwirkung
abgestossen.
Nur durch eine unerhebliche Aenderung von Bekanntem unterschieden ist der Aufbau
der Platten bei dem Accumulator von H. W. Headland
(Englisches Patent Nr. 535/1896). Sie stehen in Nuthen eines das Gefäss
auskleidenden Kautschukbelages und werden durch ebenso befestigte perforirte
gewellte Celluloidplatten von einander getrennt. La
Société Anonyme
„Accumulateur Éclair“ (Englisches Patent Nr.
22069/1896) bringt zwischen die Elektroden Filzscheiben. J. P. Clare, G. E. Hatch und J. H. Taylor
(Englisches Patent Nr. 15510/1897) überziehen eine Metallplatte elektrolytisch
mit einer activen Schicht, pressen lose körnige oder pulverige wirksame Masse
dagegen und bewirken die Vereinigung beider Schichten durch weitere Elektrolyse.
Platten aus porösem Steinzeug (Terracotta) dienen als Stützen. Schutzhüllen für
Accumulatorelektroden will L. Silberstein (D. R. P.
Nr. 95269) aus Holzkohle herstellen, die durch Feuer oder Schwefelsäure erhalten
und durch Auslaugen mit Mineralsäuren und Wasser gereinigt wird. Die Hülle wird
entweder aus Platten oder aus Pulver durch mechanische Pressung hergestellt.
Die Accumulatorenbatterie, die Nansen auf seiner
Nordpolreise mitführte, soll (Elektrochem.
Zeitschr., 1897 Bd. 8 S. 259) trotz des Gefrierens der Schwefelsäure
weiter gearbeitet haben. Dies bezweifelt C. Margot
(L'Électrochimie, 1897 S. 66). Damit die
Leitfähigkeit erhalten bleiben und Elektrolyse stattfinden konnte, muss sich im
Innern des Eisblockes noch ein flüssiger oder halbflüssiger Theil befunden
haben. D. Tommasi (Bulletin
de la société chimique, 1897 Ser. 3 Bd. 17 S. 211) berichtet über einen
neuen (!) Accumulator, der dadurch charakterisirt ist, dass die Elektroden eine
röhrenförmige oder parallelepipedische Umhüllung aus durchlöchertem Celluloid
haben. Als Stromleiter, aber nicht als Träger der activen Masse, dient ein
Gitter aus antimonhaltigem Blei. Dieses ist ringsherum umgeben von Bleioxyd oder
Schwammblei. Auf die Elektrodenbehälter gekittete Celluloidstäbchen sorgen für
den gehörigen Abstand. Diese Anordnung (die übrigens, soweit die Beschreibung
ersehen lässt, durchaus nicht neu ist. D. Ref.) soll bei gleichem Gewicht des
Accumulators eine Verdoppelung der activen Masse (70 bis 75 Proc. gegen 25 bis
30 Proc. bei den gewöhnlichen Zellen) und deshalb auch der Capacität gegenüber
den sonst gebräuchlichen Elementen gestatten. Geladen wird mit 3 bis 4 Ampère,
entladen mit 1 bis 4 Ampère auf 1 k Elektrodengewicht. Der Entladestrom kann
ohne Schaden auf 7 bis 8 Ampère, ja zeitweise auf 12 bis 15 Ampère erhöht
werden. Die Capacität soll 22 bis 25 Ampère-Stunden auf 1 k Elektrodengewicht
bei 1 bis 3 Ampère Entladestrom, das Güteverhältniss 95 Proc. Ampère-Stunden,
der Nutzeffect 80 Proc. Watt-Stunden betragen. Der Accumulator wird ausgenutzt
in Frankreich von der Société Fulmen, in der
Schweiz von der Société Germano-Suisse in Freiburg,
in Belgien von der Société Industrielle des
Tramways in Lüttich und in England von The
International Electric Storage. Einen Accumulator für Fahrräder mit
Zinkkathoden, Celluloidhüllen um die Platten und isolirenden Distanzstücken
zwischen ihnen beschreiben C. P. F. Clerc und A. G. Pincault (Englisches Patent Nr. 25948/1896;
vgl. L'Éclairage électr., 1897 Bd. 11 S. 359). Das
Laboratoire Central de la Marine (L'Éclairage electr., 1897 Bd. 10 S. 525) hat zwei
unter einander verbundene Boese-Accumulatoren untersucht. Jedes Element bestand
aus drei positiven und vier negativen Platten von zusammen 4 k Gewicht. Der
Accumulator war 3 Monate lang ständig im Wagen unterwegs, wurde jede Woche
geladen und zweimal 8 Tage lang entladen und kurz geschlossen stehen gelassen.
Nach Ablauf der 3 Monate zeigte er bei einer Entladung mit 10 Ampère (dem vom
Fabrikanten angegebenen Maximum) auf 1 k Plattengewicht eine Capacität von 14
Ampère-Stunden; bei Entladung mit 3 Ampère 18,7; mit 5 Ampère 17; mit 18 Ampère
12,2 Ampère-Stunden. Bei der Untersuchung eines Gülcher-Accumulators fand W. Peukert,
wenn vorschriftsmässig bis zur Spannung von 2,7 Volt überladen wurde, bei
normaler Ladung und Entladung einen Wirkungsgrad von 87,5 Proc. Ampère-Stunden.
Der gute Zustand der Zelle wurde durch anormale Ladungen und Entladungen mit
sechsmal grösseren Stromstärken als vorgeschrieben nicht beeinflusst. Bei
Entladung mit rasch wechselnden anormalen Stromstärken war die Capacität 80
Proc. der normalen, die für die Gewichtseinheit bedeutend grösser als bei
anderen Accumulatoren ist. L. Zehnder (Wied. Ann., 1897 Bd. 60 S. 47) gibt Vorschriften
zur Behandlung seiner Hochspannungsaccumulatoren (vgl. Wied. Ann., 1893 Bd. 49 S. 549).
d) Accumulatoren, bei denen nicht
ausschliesslich Blei verwendet ist.
Während bei den bisher bekannten Secundärelementen die aufgenommene Energie
während der Ruhezeit durch Localstrombildung wieder vernichtet wird, soll
dies nach Albrecht Heil (D. R. P. Nr. 92885 und
Englisches Patent Nr. 29307/1896) nicht der Fall sein, wenn man der aus
Bleipulver bestehenden Anode in einem chlorhaltigen, stickstoffreien
Elektrolyten, der kein Metall abscheidet, eine Kohlen-Braunsteinkathode
gegenüberstellt, die erst reducirt und dann durch umgekehrte Stromesrichtung
chlorirt wird. Das Element gibt so lange Strom, bis die Bleielektrode kein Chlor
mehr aufnimmt, und erhält bei Oeffnen des Stromkreises sofort wieder seine
primäre Spannung, die selbst nach lange andauerndem Kurzschluss nicht ganz
vernichtet werden kann. Zur Ladung kann man viel stärkere Ströme als bisher
nehmen. Der Accumulator ist auch als Trockenelement, das stets wieder geladen
werden kann, verwendbar. Die unter Beihilfe von Mangan Verbindungen, sei es in
der activen Masse, sei es im Elektrolyten, hergestellten Bleiaccumulatoren sind
nicht zu empfehlen. Die Mangan Verbindungen spielen nämlich nach G. v. Knorre (Zeitschr. f.
Elektrochemie, 1897 Bd. 3 S. 362) die Rolle von Sauerstoffüberträgern.
Der Accumulator entladet sich demnach allmählich von selbst und seine Capacität
wird herabgedrückt.
Secundärbatterien mit zwei Flüssigkeiten will J.
Julien (Englisches Patent Nr. 7255/1896 und D. R. P. Nr. 91050)
herstellen. Eine besondere Form dieser Art von Accumulatoren besteht aus einem
mit Superoxyd umgebenen Bleistreifen, der in verdünnte Schwefelsäure taucht, und
einem Zinkstreifen in Natronlauge. E = 3,5 Volt. Einen ähnlichen Accumulator hat
sich H. Lake (Englisches Patent Nr. 7259/1896)
schützen lassen. H. Leitner (Englisches Patent Nr.
24473/1896) schlägt auf den Kern Zink elektrolytisch nieder, amalgamirt dieses
und bringt darauf noch eine Zinkschicht an. Das Zink wird aus der
schwefelsauren, mit Ammoniakalaun versetzten Sulfatlösung gefällt. Lösliche
Accumulatorelektroden, die sich durch Fehlen von Localwirkungen, durch grosse
mechanische Widerstandsfähigkeit und gutes Haften des löslichen Metalles auf der
Unterlage auszeichnen, stellt J. Julien (Englisches
Patent Nr. 7259/1896) folgendermaassen her: Einem hohen Kupfercylinder gibt man
zur Erzeugung einer porösen Oberfläche einen galvanoplastischen Kupferüberzug.
Dieser wird amalgamirt und dann elektrolytisch mit einem Niederschlage von Zink,
Cadmium oder einem anderen löslichen Metalle bedeckt. Die Elektrode kann in
einem Block aus isolirendem Material stehen, in dem eine Rinne mit Quecksilber
um die Kupferröhre läuft. Eine ähnliche Vorrichtung zur guten und ständigen
Amalgamation des Kupferträgers haben sich L. Bomel
und die Société Bisson, Berges et Cie. schützen
lassen (Englisches Patent Nr. 15013/1897).
(Fortsetzung folgt.)