Titel: | Elektrotechnik.Fortschritte der angewandten Elektrochemie. |
Autor: | Franz Peters |
Fundstelle: | Band 309, Jahrgang 1898, S. 128 |
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Elektrotechnik.Fortschritte der angewandten
Elektrochemie.
Von Dr. Franz Peters.
(Fortsetzung des Berichtes S. 113 d. Bd.)
Mit Abbildungen.
Fortschritte der angewandten Elektrochemie.
II. Secundärelemente.
a) Theorie und
Allgemeines.
G. Darrieus (L'Éclairage
électr., 1898 Bd. 14 S. 141, 229, 370, 498 und 555) weist nach, dass
die am Ende der Ladung in den negativen und positiven Platten vorhandenen Mengen
Schwefelsäure sich wie 3 : 2 verhalten. Da dieses Verhältniss gleich dem
umgekehrten der Dichten des Schwammbleis und Bleioxyds ist, kann die Behauptung
Gladstone's und Hibbert's, das plötzliche Ansteigen der elektromotorischen Kraft im
Anfange der Ladung rühre von einem Unterschiede in der Säureconcentration an den
Elektroden her, nicht bestätigt werden. Sie muss vielmehr auf allmähliche
Beimengung von Bleisuperoxyd zum Bleioxyd und Bleisulfat zurückgeführt werden.
Schon bei Zusatz von 15 Th. Bleisuperoxyd zu 85 Th. Bleisulfat wird gegen
Schwammblei in Schwefelsäure von 35° Be. eine elektromotorische Kraft von 1,99
Volt erhalten, während sie bei Verwendung von reinem Bleisuperoxyd nur wenig
höher, nämlich 2,06 Volt ist. Die Curve der elektromotorischen Kräfte von
Schwammblei gegen Bleisuperoxyd, dem wachsende Mengen Bleisulfat zugesetzt sind,
entspricht der Entladungscurve des Accumulators, d.h. sie geht erst ziemlich
parallel zur Abscissenachse und knickt dann plötzlich nach unten. Dagegen zeigt
die Curve eines Gemisches aus Bleisuperoxyd mit wachsenden Mengen Bleioxyd
langsamen und continuirlichen Abfall. Es wird also vortheilhaft sein, die
secundäre locale Bildung von Bleisulfat auf der positiven Platte bei der
Entladung zu begünstigen. Durch die Umwandlung des zuerst durch Reduction
entstandenen Bleioxyds in Sulfat erklärt sich auch das Ansteigen der
elektromotorischen Kraft bei einem entladenen Accumulator, wenn er nach Oeffnung
des Stromkreises ruhig stehen bleibt. Bei den gewöhnlichen gepasteten
Gitterplatten kommt ein grosser Theil des Superoxyds, der nicht nahe an dem
Leiter liegt, gar nicht zur Wirksamkeit. Wurde aus den positiven Gittern eines
Accumulators die active Masse bis auf eine schwache Umhüllung der Gitterstäbe
herausgestossen, so dass von 4,930 k wirksamer positiver Substanz nur 1,020 k
übrig blieben, so wurde 1 Ampère-Stunde von 8,3 g Superoxyd gegen 23,2 g
vorher geliefert, und also eine viel grössere Annäherung an den theoretischen
Werth von 4,48 g erreicht. Theoretisch wird man also die Depolarisation am
besten ausnutzen können, wenn auf 1 Mol. Superoxyd 1 Mol. des Leiters vorhanden
ist, d.h. wenn man ein möglichst engmaschiges Bleidrahtnetz zum Eintragen der
wirksamen Masse verwendet, so dass die einzelnen Fäden mit einer 1,4 mm dicken
Schicht von Superoxyd umgeben sind. Mengt man das Bleisuperoxyd statt mit
Bleisulfat mit dem unzweifelhaft inactiven Bariumsulfat, so erhält man in
Schwefelsäure von 34° Bé. gegen eine negative Bleischwammplatte eine Curve der
elektromotorischen Kräfte, die vollständig der von Superoxyd und Bleisulfat
entspricht, ein Beweis dafür, dass das Bleisulfat auch inactiv ist und also
nicht Veranlassung zur Entstehung elektromotorischer Gegenkräfte geben kann.
Sollen diese Gegenkräfte der Localwirkungen vermieden werden, so muss auch das
Gitter der positiven Platte oberflächlich in Bleisuperoxyd übergeführt
werden.
Um die von der Ungleichartigkeit der negativen Platten herrührenden
Localwirkungen zu unterdrücken, ist es am einfachsten, zur Amalgamation, und
zwar am besten auf elektrolytischem Wege, zu greifen, indem man der
Schwefelsäure Quecksilbersulfat vor der Ladung zumischt. Ein Accumulator mit
solchen amalgamirten negativen Platten zeigt gleich nach dem Aufhören der Ladung
eine elektromotorische Kraft von 2,35 Volt, während sie beim gewöhnlichen nur
2,24 Volt beträgt. Wird ein Gitter mit einem Gemische aus 80 Proc. Bleichlorid
und 20 Proc. Mercurochlorid gepastet und die active Masse dann durch Zink
reducirt, so gibt diese Platte gegen eine getrocknete positive, die an der Luft
gelegen hat, noch 1,97 Volt, also mehr als eine gewöhnliche negative. Ein mit
amalgamirten negativen Elektroden versehener Accumulator zeigt ein längeres
Ausharren der elektromotorischen Kraft bei 2,0 Volt als der gewöhnliche und eine
grössere Capacität. Diese betrug bei einem Elemente mit 11 Platten, das 12,5 k
Blei und 416 g Quecksilber enthielt, 185 Ampère-Stunden nach 30 Entladungen mit
50 Ampère, bei einem gewöhnlichen nur 150 Ampère-Stunden, also 20 Proc. weniger.
Diese Constanz kann nur der grösseren Gleichförmigkeit der amalgamirten
negativen Platten zugeschrieben werden, bei denen die durch den Contact zwischen
der activen Masse und dem Träger entstehende elektromotorische Gegenkraft durch
die Amalgamation geschwächt oder ganz unterdrückt ist. Während bei einem
gewöhnlichen Accumulator in der Ruhe Selbstentladungen eintreten, die sich auch
äusserlich dadurch kenntlich machen, dass durch die Einwirkung des Schwammbleis
auf die Schwefelsäure an den negativen Platten Wasserstoffentwickelung
stattfindet, ist diese bei den amalgamirten Platten viel schwächer. Die
Säuredichte ändert sich bei der Entladung in dem Accumulator mit amalgamirten
Platten etwas weniger als in dem gewöhnlichen, und die Sulfatirung ist geringer.
Diese Vortheile haben leider nur theoretisches Interesse. Die erhöhte Capacität
verschwindet nach einer gewissen Anzahl von Entladungen und kommt nicht wieder.
Ausserdem wird das Schwammblei tiefgehend corrodirt.
Die positiven Platten werden immer nach längerer oder kürzerer Zeit ihre active
Masse verlieren, welche mechanische Anordnung sie auch haben mögen. E. Reynierschreibt dies einem „Aufquellen“
(foisonnement) zu. Das Wachsen beruht auf einem Zerbröckeln der Materie, das
durch die Volumenänderungen und in letzter Ursache durch die chemischen
Umwandlungen bewirkt wird. Bei Faure-Accumulatoren kann es aber vollständig
vermieden werden. Dagegen wird eine Ursache des Zerfalls der Anoden immer
bleiben: die mechanische Losbröckelung von Superoxydpartikelchen durch die aus
dem Inneren der activen Masse sich loslösenden Sauerstoffbläschen. Ferner wird
das bei der Entladung sich bildende Bleisulfat wegen seiner äusserst kleinen
Krystalle bei der folgenden Ladung die Bildung sehr pulverigen Superoxyds
veranlassen, so dass auch dadurch der Zusammenhalt der Masse gelockert wird.
Dies wird dadurch bestätigt, dass man sehr beschädigten positiven Platten ihre
frühere Festigkeit wieder geben kann, wenn man die active Masse zu Metall
reducirt und dieses dann wieder durch den Strom in Superoxyd überführt. Aus
obigen Gründen sollte der Stromzuleiter äusserst fein zertheilt und Molekül für
Molekül mit der activen Masse verbunden sein, da dann das Entweichen des
Sauerstoffs begünstigt würde. Durch Aenderung des Trägers könnte das Gewicht des
AccumulatorsDie Angabe, dass das specifische Gewicht der activen Masse etwa 4
beträgt, ist, wenigstens für die positive, nicht richtig; diese hat nach
meinen Untersuchungen je nach dem kleineren oder grösseren Gehalt an
Oxyd rund das spec. Gew. 6 bis 7.Peters. bedeutend verringert und dadurch eine werthvolle Verbesserung geschaffen
werden. Das Problem ist aber für die positiven Platten schwer zu lösen, da die
bei der Elektrolyse sich bildende Ueberschwefelsäure alle anderen bekannten
Leiter, selbst Kohle, angreift.
Dass ein hoch oxydirter Körper, wie die Ueberschwefelsäure, sich bei der Ladung
bildet, geht auch aus Folgendem hervor: Eine Platte mit schwammförmigem Antimon,
das elektrolytisch in Antimonsäure übergeführt ist, gibt in Schwefelsäure von
35° Bé. gegen zwei Bleischwammplatten sofort nach Unterbrechung des
Ladungsstromes eine elektromotorische Kraft von 2,30 Volt. Wird dieses Element
durch einen Widerstand von 1,3 Ohm geschlossen und mit Dqdm = 0,7 Ampère entladen, so setzt die
elektromotorische Kraft bei 1,98 Volt ein, fällt aber sehr schnell und beträgt
nach 24 Minuten nur noch 0,44 Volt. Dann hält sie sich sehr constant nahezu 15
Stunden bei 0,35 bis 0,40 Volt. Während also die Anfangsspannung ungefähr die
des Bleiaccumulators ist, liegt die nutzbare sehr viel tiefer als bei jenem. Die
ursprünglich gleich hohe elektromotorische Kraft kann nur durch die Gegenwart
desselben exothermischen Depolarisators bedingt sein. Die nutzbare
elektromotorische Kraft der Antimonsäure-Bleikette stimmt mit der nach der Thomson'schen. Regel berechneten genau genug
überein.
Das allmähliche Sinken des specifischen Gewichts der Schwefelsäure bei der
Entladung eines Bleiaccumulators ist eine Function des auf der negativen Platte
gebildeten Bleisulfats, und dessen Menge proportional den Ampère-Stunden. Auf
den positiven Platten erfolgt keine Sulfatbildung. Die doppelte Sulfatirung ist
also eine Hypothese, die experimentell nicht zu bewahrheiten ist.
Wird ein Element aus schwammförmigem Kupfer und Bleisuperoxyd in Schwefelsäure
von 25° Bé. geladen, so erreicht es die Endspannung von 2,40 Volt. Sofort
nach Stromunterbrechung beträgt die elektromotorische Kraft 1,93 Volt. Die
Entladungscurve setzt mit 1,4 Volt ein, sinkt schnell und hält sich dann lange
constant bei etwa 1,2 Volt, worauf sie weiter abfällt. Die letztere Spannung
entspricht einer elektromotorischen Kraft von 1,68 Volt. Diese ist um 0,43 Volt
höher als die eines Elements mit compactem Kupfer. Das Kupfer sulfatirt sich
nicht, weil es während der Ladung Wasserstoff eingeschlossen hatte. Die hohe
Anfangsspannung rührt von der schon beim Antimon erörterten Ursache her.
Stellt man sich durch elektrolytische oder Zinkreduction von geschmolzenem
Antimontrioxyd in Schwefelsäure oder durch Behandlung einer Legirung aus 33
Proc. Antimon und 66 Proc. Zinn mit kalter
Salzsäure schwammförmiges Antimon her, formt es zu Platten, wozu wegen seiner
Härte das Umlegen eines Bleirahmens genügt, und stellt es in verdünnter
Schwefelsäure Bleisuperoxyd gegenüber, so erhält man sofort nach Unterbrechung
des Ladestromes eine elektromotorische Kraft von 2,03 Volt, nach einer Stunde
Ruhe noch 1,74 Volt, später aber nur 1,64 Volt, die constant bleibt. Wird nach
der Ladung sofort entladen, so erhält man nach kurzem steilen Abfall lange Zeit
ziemlich Constanz bei 1,45 Volt, dann allmählichen Abfall zu 1,20 Volt und
hierauf plötzlichen. Bei der Ladung steigt die Spannungscurve wie bei einem
gewöhnlichen Accumulator bis 2,36 Volt. Ersetzt man im gewöhnlichen
Bunsen-Elemente die Zinkplatte durch schwammiges Antimon, so erhält man eine
elektromotorische Kraft von 0,93 Volt. Wird mit Dqdm = 0,45 Ampère entladen, so hält sich die elektromotorische Kraft
nahe an 11 Stunden constant auf 0,73 Volt. Bis zum Abfall auf 0,3 Volt kann man
der Zelle 18,15 Ampère-Stunden entnehmen. Ganz allgemein wird man zur Erlangung
eines sehr constanten Stroms ein Element mit unlöslichen schwammigen Elektroden
wählen müssen. Bei der Entladung des Antimon-Accumulators geht die negative
Masse in Suboxyd über. Sie sulfatirt nicht, wie auch die geringe Aenderung des
specifischen Gewichts des Elektrolyten glaubhaft macht. Ein neuer Beweis für die
Nichtexistenz der doppelten Sulfatirung, der dadurch noch bekräftigt wird, dass
auch bei mehrtägigem Stehen der entladenen Antimonschwammplatte in Schwefelsäure
sich das specifische Gewicht der letzteren nicht ändert. Ein Accumulator mit
fünf Platten von je 1 qdm, darunter drei aus Schwammantimon, lieferte mit 1,75
Ampère entladen 59 Ampère-Stunden bei einer mittleren Spannung von 1,45 Volt,
während ein ähnlicher Blei-Accumulator nur 36 Ampère-Stunden bei 1,92 Volt
mittlerer Spannung gibt. Während man aus dem ersteren also 85,5 Watt-Stunden
erhält, bekommt man aus dem letzteren, der noch dazu schwerer ist, nur 69,1
heraus. Trotz des weiteren Vortheils der Unangreifbarkeit der negativen Platten
kann aber der Antimon-Accumulator keine praktische Verwendung finden, da sein
Nutzeffect wegen der hohen Spannung bei der Ladung und der niedrigen bei der
Entladung zu gering ist. Aehnlich wie die Schwammantimon-Bleisuperoxydkette
verhält sich die mit schwammförmigem Wismuth.
Für die vorübergehende Existenz der Ueberschwefelsäure bei der Ladung sprechen
auch die Maximal-Ladespannungen von 2,50 Volt beim Platin-Schwammbleielement und
beim Voltameter mit porösen Kohleelektroden,bei denen die normalen
elektromotorischen Kräfte 0,35 bezw. 1,60 Volt sind.
Nach all diesen Untersuchungen sind die umkehrbaren Elemente, wie man die
„Accumulatoren“ richtiger nennen sollte, soweit sie aus Blei
hergestellt sind, nichts weiter als primäre. Von der schnell vorübergehenden
Anfangsreaction (Zersetzung der Ueberschwefelsäure) kann man absehen. Dann
besteht der Vorgang bei der Entladung einfach darin, dass der
Sauerstoffaufspeicherer, das Bleisuperoxyd, Sauerstoff abgibt und dadurch das
als Schwamm viel reactionsfähigere Blei oxydirt. Das Bleioxyd verwandelt sich in
Sulfat.
Durch vergleichende Berechnungen und Messungen hat F.
Dolezalek (Zeitschrift für Elektrochemie,
1898 Bd. 4 S. 349) gefunden, dass der stromliefernde Process im Accumulator
einzig und allein durch die Gleichung
PbO2 + Pb + 2H2SO4 ⇄ 2PbSO4 + 2H2O
dargestellt werden kann. Die Bildung und Zersetzung von
PbO2, Pb und PbSO4 kann daher nur ein primärer Vorgang sein. Deshalb ist weder die
Theorie von Elbs, noch die von Darrieus, sondern nur die von Liebenow (vgl. D. p.
J. 1897 303 71) mit der Thermodynamik in
Einklang und kann also allein aufrecht erhalten werden. Die bei den Ladungen und
Entladungen zunächst in den Plattenporen auftretenden Concentrationsänderungen
der Schwefelsäure geben Veranlassung zu kräftigen Concentrationsströmen, die
einen Energieverlust bei der Entladung gegenüber der Ladung bedingen. Dieser
Energieverlust ist
\epsilon=C\,\frac{\gamma}{k}\,J^2\,t\mbox{ Voltcoulomb}
wenn γ die
Widerstandscapacität der Plattenporen, k die
mittlere Leitfähigkeit der Säure in der Elektrodensubstanz, t die Zeit in Secunden, J die Stärke des Accumulatorstromes und C
den Proportionalitätsfactor zwischen der Summe der Stromstärken und J bezeichnet. Setzt man für
C\,\frac{\gamma}{k} eine Constante K, so ist
ε = KJ
2
t
und bei variabler Stromstärke
ε = K ∫ J
2
dt ...
Wenn diese Formel einer genaueren Prüfung Stand hält, wird
eine einzige Messung bei einer beliebigen Stromstärke genügen, um durch den
Werth von K (mit Angabe der Stromdichte) die
Rentabilität des Arbeitens des Accumulatovs vollkommen zu charakterisiren.
Im Anschlusse an die von W. Peuckert (D. p. J. 1898 307 90)
aufgestellte Formel hat F. Loppé (Bull, de l'Association amicale des
ingénieurs-électriciens, 1897 Bd. 3 S. 7; vgl. a. J. Reyval, L'Éclairage électr., 1898 Bd. 15 S. 143)
die Werthe von n für die gebräuchlichsten
Accumulatorentypen bestimmt und eine Tabelle aufgestellt, nach der man, wenn u und die Entladungscapacität für eine bestimmte
Dauer der Entladung bekannt ist, die Capacität für jede andere Entladungszeit
leicht berechnen kann. Zum Vergleiche grosser und kleiner Zellen empfiehlt Kennedy (Electrical
Review, 1897 Bd. 41 Nr. 1046; The Electrical
World, 1898 Bd. 31 S. 36) die Entladungsstromstärken als Ordinaten und
das Gewicht in Pfund für 1 Kilo-Watt-Stunde, als Abscissen aufzutragen. Die
Entladungen werden mit gleichen Stromstärken vorgenommen. Zum Vergleiche zweier
Zellen bei hohen Entladungsstromstärken sollte man (Electrical Review vom 18. März 1898) erst beide mit einer
Stromstärke entladen, für die sie gleiche Capacitäten ergeben, dann mit einer
solchen, dass die Entladung in 1 Stunde beendet ist und die zuletzt erhaltene
Anzahl Ampère-Stunden durch die zuerst gefundene dividiren.
Um Accumulatoren mit Wechselstrom laden zu können, theilt sie Behrend (D. R. P. Nr. 94671) in zwei Batterien, die
hinter einander geschaltet werden. Von der Mitte des Verbindungsdrahtes geht
eine Leitung nach dem einen Pole der Wechselstrommaschine. Von dem anderen
führen Kabel nach Contactfedern, je einer für eine Batterie. Diesen stehen
Contacte, die mit den äusseren Enden der Accumulatoren-Gruppen verbunden sind,
gegenüber. Die andere Seite der Contactfedern trägt einen Anker mit
Abreissfeder, dem ein im Nebenschluss der Maschine liegender polarisirter
Elektromagnet gegenübersteht. Wird der eine Contact angezogen, so wird der
andere vom Elektromagneten durch die Feder abgerissen und unterbricht den Strom.
Der Wechselstrom geht also in seiner einen Phase immer durch die eine, in seiner
anderen Phase durch die zweite Batterie. Eine Schaltungsweise, die gestattet,
die Spannung beim Laden von Sammlerbatterien so weit herabzudrücken, dass man
während des Ladens auch Strom in die Verbrauchsleitung abgeben kann, beschreiben
C. Wilh. Kayser und Co. (D. R. P. Nr. 96972).
Zur selbsthätigen Controle des Ladezustandes von Sammelbatterien wendet E. Hauswald (D. R. P. Nr. 97316) einen der
Stromstärke oder Leistung proportional laufenden Motor an. Dieser bewegt einen
Mitnehmer bei Entladung in einer Richtung, bei Ladung in entgegengesetzter und
unterbricht oder schwächt dadurch den Strom, sobald eine bestimmte Strom- oder
Energiemenge aus der Batterie entnommen oder ihr zugeführt worden ist.
Bei dem Giessen von Elektrodenplatten laufen die Formen schwer aus, wenn die
Vorsprünge unter einem gewissen Mindestmaass bleiben. Vortheilhafter ist deshalb
das Pressverfahren, bei dem aber die Platten sich nachher schlecht von den
Stempeln trennen lassen, ohne verletzt oder verbogen zu werden. Dies vermeidet
B. Klüppel (D. R. P. Nr. 96019) dadurch, dass
er zwischen Werkstück und Stempel Luft oder (durch Bestreichen der Bleiplatte
mit Flüssigkeit oder Fett) Dämpfe einschliesst, die bei der Pressung comprimirt
werden und nach der Pressung durch Expansion die Trennung des Werkstückes vom
Stempel herbeiführen oder erleichtern. Zur Ausführung des Verfahrens werden die
Bohrungen oder Aussparungen nicht wie bisher durch die ganze Platte hindurch,
sondern nur bis zu einer gleichmässigen bestimmten Tiefe geführt. So können z.B.
bequem auf Bleiplatten cylindrische oder prismatische Stifte erzeugt werden.
Diese können ebensolche oder kegelförmige Höhlungen haben, wodurch eine weitere
Vermehrung der Oberfläche und gleichzeitig eine Gewichtsverminderung der
Elektrodenplatte erzielt wird. Platten, die nach aussen verengte Nuthen haben,
bieten Schwierigkeiten beim Giessen. Um diese zu umgehen, giessen Kernaul und Hesse (D.
R. P. Nr. 93574) die Platte bogenförmig und versehen sie mit Rippen, die am
Fusse schmaler als an der Spitze, also unterschnitten sind. Die Nuthen zwischen
den Rippen sind dann von gleichförmiger Weite nach aussen und innen, so dass der
Guss leicht von der Form getrennt werden kann. Wird nun die bogenförmigeRippenplatte in
eine Ebene aufgerollt, so rücken die Spitzen der Rippen zusammen und die Nuthen
werden demzufolge nach aussen hin verengt. Auf ähnliche Weise können auch
durchbrochene Platten mit Nuthen oder Aussparungen, die nach beiden Seiten
verengt sind, hergestellt werden. Das in meinem vorigen Berichte (D. p. J. 1898 307 91)
bereits erwähnte Verfahren, Accumulatorelektroden mit poröser Metallfüllung
durch einmaliges Giessen herzustellen, hat sich Ch.
Pollak auch in Deutschland patentiren lassen (Nr. 94004). Der Kern, der
sich in der Form mit dem porösen Material (z.B. Kochsalz) befindet, wird vor dem
Eingiessen des geschmolzenen Metalls entweder vollständig zum Schmelzen gebracht
oder sammt der Form nahe bis zum Schmelzpunkte erhitzt. Statt des Kernes kann in
der Form ein freier Raum durch Entfernen eines vorher eingesetzten Kernmodells
vorhanden sein. Das Verfahren kann ausser zu dem oben genannten Zwecke auch
anderweitig, z.B. zur Herstellung poröser Gefässe und Scheidewände gebraucht
werden. Woodward hat vor einigen Jahren (vgl. Peters, Angewandte Elektrochemie. Bd. 1 S. 218)
vorgeschlagen, poröse Platten dadurch herzustellen, dass als Giesskern
wasserlösliche und deshalb nachher leicht entfernbare Stoffe, wie Kochsalz,
gewählt werden. Aus diesen Materialien kann man aber nicht bis in Kleinste
gegliederte Formen oder Kerne erhalten, die während des Giessens nicht zerstört
oder verunstaltet werden. Deshalb nimmt K. Krebs
(D. R. P. Nr. 96661) an Stelle der wasserlöslichen Substanzen Metalle, gebrannte
Erden oder andere unlösliche Stoffe, die erst nach dem Giessen durch Behandlung
mit Gasen oder Flüssigkeiten in lösliche Verbindungen übergeführt werden. Die
Kerne bilden gut verbundene Körper mit Aussparungen für active Masse und mit
Durchtrittsöffnungen für den Elektrolyten und Gase. Sie werden mit einer sie
umgebenden äusseren Form, am besten in flüssiges Metall, wenn nöthig unter Druck
getaucht.
Um elastische, säurebeständige und leichte Gefässe für Primär- und
Secundärelemente aus einem Stück herstellen zu können, tränkt E. Marckwald (D. R. P. Nr. 97283) fein netzartig
durchlöcherte, maschige oder poröse Gewebe, Fasern, Watten, Baumwoll- oder
Wollstoffe mit einer gefärbten oder ungefärbten Lösung von Celluloid in Aceton,
Alkoholäther o. ä. und legt sie in mehreren Lagen von 1½ bis 3 mm Dicke um eine
zerlegbare Holzform herum. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels oder Bindung
des Acetons an Natriumbisulfit nimmt man den Kasten von der Form ab und
überzieht ihn innen und aussen mit Celluloid. Das Gewebe verhindert den Bruch,
selbst wenn nach Jahren das Celluloid durch Kampherentziehung brüchig werden
sollte. Einen Lack für grössere elektrische Zellen erhält man nach Engineering and Mining Journal, 1898 Bd. 65 S. 699,
wenn man 25 Th. Guttapercha schmilzt, 25 Th. Bimssteinpulver und zuletzt 150 Th.
Burgunderharz zusetzt. Auch ein Gemisch aus 80 Th. Harz, 20 Th. Guttapercha und
20 Th. gekochtem Leinöl ist verwendbar.
Eine ganze Reihe von Accumulatorentypen beschreibt E. J.
Wade (The Electrician, 1898 Bd. 40 S. 444, 591, 757). Verbesserungen an Secundärelementen
bespricht J. T. Nibbett (Electrical Review, 1898 Bd. 42 S. 521, 558). Ein von A. Capponi (L'Elettricista, 1898 S. 10; L'Éclairage
électr., 1898 Bd. 15 S. 21) hergestellter Accumulator, über dessen
Construction nur angegeben wird, dass die durch poröse Diaphragmen getrennten
Elektroden aus porösem Blei bestehen und durch einmalige Ladung formirt werden,
gibt bei 2,5 Ampère Entladestrom 50 Ampère-Stunden auf 2,3 k Plattengewicht, und
22 Ampère-Stunden bei 10 Ampère Entladestrom. Die Spannung schwankt zwischen 2,1
und 1,7 Volt. Die in England fabricirten „Lamina“-Accumulatoren
beschreibt die Ausgabe des Electrical Engineer vom
10. Februar 1898.
b) Accumulatoren nach dem
Planté-Typus.
Die Planté-Platten der New York Accumulator and Electric
Company (The Electrical World, Bd. 29 S.
515) sind mit Rippen und Rinnen versehen. Die Rippen auf der einen Seite kreuzen
die auf der anderen und sind materiell und elektrisch mit einander verbunden.
Durchschnittliche Capacität auf 1 k Elementengewicht 6, 6 bis 11 Ampère-Stunden.
Um eine grössere wirksame Oberfläche als durch gerade gleich dicke Rippen zu
erzielen, gibt ihnen C. Francke (Englisches Patent
Nr. 29273/1897) Querschnitte, die von gekrümmten Linien begrenzt sind. Der
Accumulator Pulvis der Compagnie française pour la
pulvérisation des métaux (Englisches Patent Nr. 10429 von 1897) besteht
aus 1 bis 1,5 mm starken Bleibändern, auf die ein mit Wasser angemachtes Gemenge
von Bleipulver und Bimsstein aufgetragen ist. Die positiven Bleibänder sind auf
beiden Seiten mit dreikantigen Rillen, die negativen mit
schwalbenschwanzförmigen Rippen versehen. Zur Herstellung des Bleipulvers
richtet man einen starken Strom heisser Luft auf einen feinen Strahl
geschmolzenen Bleis. Die Formation erfolgt wie die der Planté-Zellen. Die
Capacität beträgt für 1 k Plattengewicht 4 Ampère-Stunden bei 1stündiger
Entladung, 6,42 bei 4-, 8,2 bei 8- und 9,1 Ampère-Stunden bei 10stündiger
Entladung. Platten aus senkrechten Bleibändern beschreibt auch A. Dodd (Englisches Patent Nr. 28139 von 1896). H. Mayes (Englisches Patent Nr. 6743/1897)
legt drei Bleidrahtnetze über einander und umgiesst die Ränder mit Antimonblei.
So erhält er mit geringen Kosten eine grosse active Oberfläche und sehr haltbare
Platten.
D. G. Fitz-Gerald (Englisches Patent Nr. 5805/1897)
verdichtet das auf einem endlosen Bande erzeugte Schwammblei im Augenblicke
seines Entstehens dadurch, dass er das Band zwischen Walzen hindurchgehen lässt.
A. J. Marquand (Englisches Patent Nr.
7027/1897) bedeckt einzelne Theile von Bleiplatten mit einem schützenden
Ueberzuge, z.B. von 4,9 Proc. Calciumfluorid, 45,6 Proc. Feldspath, 25,3 Proc.
Natriumsilicat, 4,9 Proc. Kieselsäure und 19,3 Proc. Bariumsulfat, und
verwandelt die anderen Theile oberflächlich in Schwefelblei durch Erhitzen mit
Schwefel in einem geschlossenen Gefässe nahe dem Schmelzpunkte des Bleis. Durch
Reduction in verdünnter Schwefelsäure wird Schwammblei erhalten und werden
gleichzeitig in den Elektrolyten Thionsäuren übergeführt. Schwefelblei haben
schon A. Tribe und A. P.
Price (Englisches Patent Nr. 9488/1884) auf den Platten erzeugt.
F. Haber (Zeitschrift für
anorganische Chemie, 1898 Bd. 16 S. 447) hat blanke Bleiplatten von 10
qc beiderseitiger Oberfläche in kalter, massig concentrirter Schwefelsäure
gegenüber einer grossen Bleianode mit 180 Ampère Stromstärke leicht zu
Schwammblei formiren können. Die so erhaltenen Elektroden zeigten aber geringe
Capacität.Zur Formirung der positiven Elektroden verwenden H. W. Handcock und A. H. Dykes
(Englisches Patent Nr. 1204 von 1897) eine Ammoniumnitritlösung von 1,1 spec.
Gew., die mit Schwefelsäure von 1,05 spec. Gew. gemischt ist. Statt des
Ammoniumnitrits können auch die Nitrite organischer Ammoniumbasen oder allgemein
solcher, welche NH, NH2 enthalten, verwendet
werden. Ch. Pollak (D. R. P. Nr. 97821) hat
beobachtet, dass man bei der Elektrolyse bleihaltiger Lösungen oder irgend eines
Elektrolyten zwischen Bleiplatten an Stelle des Bleisuperoxyds niedere Oxyde
oder auch Bleisalze erhalten kann, wenn man eine bestimmte kritische Spannung
nicht überschreitet. Bei 1 Volt erhält man grau gefärbte Bleisuboxyde und
sauerstoffarme Bleisalze, bei 1,5 bis 1,8 Volt orangerothe Oxyde, die etwa der
Mennige entsprechen, und erst bei mehr als 2 Volt Bleisuperoxyd. Bei Vorschalten
von Widerständen kann man nur mit sehr kleinen Stromstärken arbeiten. Besser ist
es deshalb, dass die Stromquelle genau die nothwendige Spannung aufweist, oder
dass diese durch Vorschalten von gegenelektromotorischer Kraft in Form von
Polarisationszellen oder Accumulatoren erzielt wird. Ist eine höhere Spannung
verfügbar, so kann man auch mehrere elektrolytische Zellen hinter einander
schalten. Um gleiche Producte zu erhalten, müssen die Elektroden gleich gross
sein, und dürfen Temperatur und Dichte des Elektrolyten nicht von einander
abweichen. Besondere Anwendung finden diese Beobachtungen zur Beschleunigung der
Planté-Formation, bei der unter gewöhnlichen Verhältnissen sich bald eine dichte
Schicht von Bleisuperoxyd bildet, die die weitere Formation hindert, wenn man
den Strom nicht öfter umkehrt. Formirt man unter Benutzung einer Stromquelle von
höchstens 2 Volt, so erhält man auf den positiven Platten eine poröse und doch
vollständig fest zusammenhängende Bleioxydschicht. Dieser vortheilhaft bei 40°
vorgenommenen Vorformation folgt dann die gewöhnliche.
Versuche mit Planté-Tudor-Platten hat A. Pfaff (Elektrochemische Zeitschrift, 1898 Bd. 4 S. 235)
ausgeführt. Die mit Rippen versehenen positiven Bleiplatten zeigten nach
70stündigem Anformiren mit DA,qdm
= 0,5 Ampère gegen negative Bleibleche eine um so
höhere Spannung, je höher die Concentration der Schwefelsäure gewesen war; eine
Säurezunahme von 1 Proc. H2SO4 entsprach ungefähr einer Spannungszunahme von
0,01 Volt. Bei Verwendung 10procentiger Formirungssäure fiel bei der Entladung
am wenigsten Masse ab, bei einer 14- bis 16procentigen wurde die höchste
Capacität erreicht. Schmiert man die Platten direct nach der Anformirung, so
erreicht man erst nach 12 bis 15 Entladungen dieselbe Capacität, die man direct
erzielt, wenn die anformirten Platten vor dem Schmieren erst noch einige Mal
geladen und entladen werden. Eine nicht anformirte, sondern direct geschmierte
Platte erreicht erst nach 50 Entladungen die Capacität der anformirten, eine
nicht geschmierte die der geschmierten Platte erst viel später. Eine nach dem
Formiren und Trocknen sofort geschmierte Platte zeigte eine etwas höhere
Capacität und im Schnitt ein gleichmässigeres Gefüge als eine vor dem Schmieren
erst entladene. Durch abwechselnd negatives und positives Formiren konnten die
Platten für die Superoxydbildung nicht geeigneter gemacht werden, vielleicht
weil der Strom Wechsel nicht häufig genug erfolgte. Die Rippen verlaufen am
besten senkrecht. Das Giessen sollte liegend erfolgen, um ungleiche Dichte und
damit ungleichmässiges Arbeiten und Durchbiegung der Platten zu verhindern. Zur
besseren Haltbarkeit der Platten trägt eine gewisse Anzahl wagerechter Rippen
bei. Bei einer Verdoppelung des Lade- und Entladestromes sinkt die Capacität der
Platten auf zwei Drittel ihres ursprünglichen Werthes. Sie wächst bei sonst
gleichen Verhältnissen proportional mit der Endspannung beim Laden. Rationell
wird das Laden bis zu einer Endspannung von 2,4 bis 2,6 Volt, am besten bis zu
letzterer, die Entladung mit DA,qdm = 1,5 bis 4 Ampère ausgeführt, so dass also
Planté-Platten für Entladungen von 3 bis zu ½ Stunde brauchbar sind. Bis zu
obiger Grenze ist ein hoher Lade- und Entladestrom nicht ungünstiger für den
Nutzeffect als ein niederer. Die Haltbarkeit der Platten ist gut, denn die
Capacität der Zellen hatte sich nach über 1500 Entladungen noch nicht geändert.
Ueber Fabrikation der Tudor-Accumulatoren durch A. B.
Pescatore in Dukensfield bei Manchester berichtet The Electrical Review, 1898 Bd. 42 S. 113.
c) Accumulatoren nach dem Faure
Typus.
Nach Fitz-Gerald (Electrical
Engineer vom 21. Januar 1898) werden bei dicken Platten 25 Proc. des
Bleisuperoxyds und 50 Proc. wenn der Contact mit dem Träger ein sehr guter ist,
ausgenutzt. Beim Pastiren sollte (ebenda 11. März 1898) den Bleioxyden körniges
Bleisuperoxyd zugesetzt werden.
Textabbildung Bd. 309, S. 132
Schneider's Elektrodenplatten.
Träger für Accumulatorplatten beschreibt G. Fabro
(Englisches Patent Nr. 8321/1896). Um bei kleinem Volumen grosse Capacität zu
erzielen, bildet W. H. Smith (Englisches Patent Nr.
13646/1896) jede Elektrode aus einem nicht oxydirbaren Rost mit wagerechten
Stäben, zwischen denen eine dünne und gewellte Ebonitplatte liegt. Die active
Masse wird zwischen den Träger und eine durchlöcherte Celluloidhülle
eingetragen. Viel Neues ist an der Construction nicht zu finden. Liardet (Englisches Patent Nr. 21273/1896) presst
die active Masse zwischen zwei Bleiplatten, die auf den einander zugekehrten
Seiten mit wagerechten dreikantigen Rillen versehen sind. Bei günstiger
Stromzuführung will F. W. Schneider
(Oesterreichisches Privilegium vom 24. October 1896) seine Elektrodenplatten
(Fig. 2
Vorderansicht, Fig.
3 Schnitt) dadurch sehr stabil machen, dass er die längs verlaufenden
Roststäbe des Kernes a durch schräg zur Oberfläche
verlaufende Querstege b verbindet und versteift.
Dadurch entstehen zugleich Hohlräume zur Aufnahme der activen Masse. Damit
diese, ohne am Ausdehnen verhindert zu sein, festgehalten wird, sind die
Querstege b mit Verstärkungen c versehen, die senkrecht zur Oberfläche der Platte
sind. Bleiplatten bereitet Riley (Zeitschrift für Elektrochemie, 1898 Bd. 4 S. 344)
dadurch zum Formiren oder Pastiren vor, dass er beiderseits einfeines Eisendrahtnetz
einpresst und dann durch Säure wieder herauslöst. Es entstehen dadurch Rillen,
die nach aussen zu enger werden.
G. A. Washburn (U. S. P. Nr. 602176) versieht die
Platten beiderseits mit Gruppen erhöhter concentrischer Ringe zur Aufnahme der
activen Masse. Eine Gruppe auf der einen Seite steht mit einer auf der anderen
Seite durch ein centrales Loch in Verbindung. J.
Julien (Bulletin de la Société belge des
Electriciens, 1897 Ed. 14) legt als Anoden dünne, diagonal gewellte und
durchlöcherte Bleiplatten über einander, verlöthet sie und steckt durch die
Löcher als Kathoden Metallstäbe. So soll für 1 k Elektroden eine Oberfläche von
40 bis 80 qc und eine Capacität von 10 bis 15 Ampère-Stunden auf 1 k erreicht
werden. Ausserdem wird das todte Gewicht des Rahmens oder Kernes zum Theil
vermieden, ebenso das Werfen der Platten und Ausspritzen der Flüssigkeit. Zur
Herstellung von Gitterplatten theilt W. Majert (D.
R. P. Nr. 94138) das Innere des Rahmens durch Querstreifen, die entweder gleich
in der Gussform oder nach dem Giessen durch besondere Stempel gewellt werden.
Die wellenartigen Ausbiegungen nehmen von der Oberfläche nach dem Inneren der
Platte derartig ab, dass die Streifen in der mittleren Schicht geradlinig
werden. Die wagerechten Streifen können von gleich gestalteten senkrechten
geschnitten werden, so dass Maschen entstehen. Die konisch geformten
Ausbiegungen können auch bei Rippenplatten angebracht werden. Doppelgitter,
deren Einzelelemente nach Art der Correns'schen
Construction gegen einander versetzt sind, gebrauchen Allan und Adamson (The Electrician, 1898 Bd. 40 S. 597). Auf 1 k der
vollständigen Zelle beträgt für 3stündige Entladung die Entladestromstärke 3,3
Ampère, die Capacität 13,2 Ampère-Stunden und rund 20 Watt-Stunden. Die Träger
mit sechseckigen bienenwabenartig zusammenhängenden Zellen gewähren der
wirksamen Masse keinen guten Halt. Dieser lässt sich erzielen, wenn man den
Zellen vorspringende Ränder gibt, so dass sie sich an den Mündungen stark
verengen. Zu diesem Zwecke bearbeitet A. Heil (D.
R. P. Nr. 97104) die Platte entweder erst auf der einen und dann auf der anderen
Seite oder auf beiden Seiten zugleich mit geriffelten oder gekörnten Walzen. F. Pescetto (Englisches Patent Nr. 18430/1897)
lässt in die Gitteröffnungen von den Stäben aus je drei Zacken in 90° Entfernung
von einander hineinspringen. Die humussauren Salze, die (5 bis 10 Proc.) nach
dem englischen Patent Nr. 13092/1887 mit dem Bleioxyd gemischt werden, sollten
Kittconsistenz und nicht mehr als 1,5° Acidität haben.
Zur Vermeidung des Werfens und Verbiegens der Elektroden macht sie R. Fabian (D. R. P. Nr. 96665) aus in einander
setzbaren Hohlkörpern von abnehmender Grösse. Um den Ineinanderbau zu
ermöglichen, bestehen sie aus zwei oder mehr Theilen, die durch Verzahnung,
Verschraubung, Verfalzung, Vernietung o. ä. mit einander verbunden sind. Die
Hohlkörper werden auf ein stützendes Rohr aus Isolirmaterial geschoben und im
Abstand von einander durch Muttern gehalten, die auf das Rohr aufgeschraubt
sind. Die Stromzu- und -ableitungen liegen im Inneren des Rohres, durch das auch
die Gase abziehen. Diese Art der Elektroden ist auch für Primärelemente und
Zersetzungszellen verwendbar. Um ihr Secundärelement (D.
p. J. 1898 307 92) gasdicht abzuschliessen
und den Elektrolyten unter Druck zu stellen, bilden Mouterde, Chavant und George (D. R. P. Nr. 96428) die äussere
Elektrode zu einem cylindrischen Gefässe aus, das die innere umgibt, löthen eine
Bleikappe an, die gegen die flaschenhalsförmige Fortsetzung der inneren
Elektrode abgedichtet ist, füllen nach Beendigung der Ladung auch den Hals mit
Schwefelsäure und verschliessen ihn durch einen Stopfen. Bei Untersuchung eines
Mouterde-Accumulators, der 23,3 cm äusseren Durchmesser, 30 cm Höhe und 27,2 k
Gewicht ohne Flüssigkeit hatte, wurde von dem Laboratoire des Electriciens (Elektrochemische
Zeitschrift, 1898 Bd. 5 S. 10) gefunden: Capacität bei 12 Ampère
Entladestrom 79, 107, 82, 99, 109 Ampère-Stunden; bei 18 Ampère 75 und bei 29
Ampère 55,5 Ampère-Stunden. Bei einer Reihe von Kurzschlüssen stieg die
Capacität. Bei 20 Ampère Lade- und 12 Ampère Entladestromstärke betrug das
meistens erreichte Güteverhältniss rund 87 Proc. der Nutzeffect rund 70 Proc.
Allerdings wurden bei 10 Ampère Ladung und Entladung einmal nur 77 und 66 Proc.
gefunden. Eine Ladung mit 20 Ampère und eine Entladung mit 29 Ampère ergab
Güteverhältniss 54 Proc. Nutzeffect 41 Proc. Die Wirksamkeit ist nach diesen
Zahlen nicht allzu hoch. Seine röhrenförmige Elektrode (D. p. J. 1898 307 92) stellt Fr. Schneider (D. R. P. Nr. 95188) aus einem
trogförmigen unteren und einem deckelartigen, durchbrochenen oberen Theile her,
um das Einbringen der activen Masse zu erleichtern. Der obere Theil kann
gewellt, zickzackartig oder mit Erhöhungen versehen sein, so dass die Elektroden
unter grosser Raumersparniss über einander geschichtet werden können. Für diese
Elektroden schlägt die Elektricitätsgesellschaft
Triberg (D. R. P. Nr. 96429) ein Traggerüst vor, das den Aufbau des
Sammlers vereinfachen, ein rascheres Auswechseln der Elektroden ermöglichen und
das Gewicht der Zelle nicht unnöthig erhöhen soll. Das Gerüst ist gebildet aus
stehenden durchbrochenen Isolirplatten mit Versteifungsstreifen. Zur Verbindung
dieser Platten dienen Bolzen, auf denen zugleich die Elektroden aufliegen, und
die mit Hülsen von einer dem Durchmesser der Elektroden entsprechenden Länge
versehen sind. Die früher (D. p. J. 1898 307 92) bereits beschriebene Elektrode mit
schraubenförmigem, als Regulator für die Ausdehnung der activen Masse dienenden
Ebonitstreifen ist jetzt J. Vaughan-Sherrin auch in
Deutschland geschützt worden (D. R. P. Nr. 96663).
E. Heyl (Englisches Patent Nr. 4916/1897) taucht die
durch Zusammenpressen feiner Drähte oder Streifen hergestellte poröse Platte in
eine Gummilösung (die Bleichromat enthält) und macht das dadurch um jeden Faden
erzeugte Häutchen porös. Ausser den Trägern soll auch die Paste mit
schwammförmigem vulcanisirten Kautschuk bedeckt werden. Um obige Streifen werden
dünne Gummifäden gewunden und dann vulcanisirt. F.
King (Englisches Patent Nr. 29115/1896) braucht die Guttaperchalösung,
um die active Masse an den Trägern festzuhalten und deren Sulfatirung zu
vermeiden. Nach Fertigstellung der Platte wird die active Masse bis auf eine
dünne, die Stäbe umgebende Schicht entfernt (vgl. vorher Darrieus). Auch die Celluloidhüllen der Platten, die durch
Lösungsmittel vorher klebrig gemacht sind, wollen J. H.
May und F. King (Englisches Patent Nr.
25701/1896) mit Kautschuklösung überziehen.
L. Guelzow (Englisches Patent Nr. 19846/1897)
trägt in einen Rahmen aus Asbest oder anderem nichtleitenden säurebeständigen
Material, der wagerechte Nuthen mit abwechselnd nach der einen und anderen Seite
gebogenen Rändern hat, die Paste ein, die durch Anmachen von Bleioxyden mit
Kaliumacetatlösung und verdünnter Schwefelsäure hergestellt wird.
Zum Füllen von Accumulatorenplatten baut E. Franke
(D. R. P. Nr. 95661) eine Maschine. Mittels mehreren Transportvorrichtungen wird
die fertige, geknetete Masse selbsthätig und mit einem gewissen Drucke durch
Vertheilungsroste oder -gitter hindurch in die Oeffnungen des Trägers gepresst.
In diesem wird sie durch einen vor dem Gitter angebrachten Schieber, der durch
zwei Excenter hin und her bewegt wird, gleichmässig auf die Oeffnungen vertheilt
und geglättet. Die Vorrichtungen können auf beiden Seiten oder nur auf einer
Seite der Platte wirken. Will man kleinere Platten füllen, so kann man einzelne
Theile der Maschine ausser Betrieb setzen, damit nicht unnöthig Masse verbraucht
wird.
W. W. Hanscom und A.
Hough (Englisches Patent Nr. 25703/1897) pasten Bleiglätte, die mit
Zucker gemischt ist, mit Ammoniumsulfat, lösen einen Theil des Zuckers heraus
(nicht neu!) und reduciren elektrolytisch zu Schwammblei. Ein Theil davon wird
zu einer dichteren Trägerplatte zusammengepresst. Bleiweiss ist schon früher zum
Eintragen in die Platten verwendet worden. C. A.
Bennert (Englisches Patent Nr. 26441/1897) schlägt das nach dem
englischen Patent Nr. 14801/1895 gewonnene elektrolytische oder das ebenso
erhaltene Hydroxyd vor, da sie nur halb so schwer als die gewöhnlichen Producte,
äusserst fein vertheilt und rein sein sollen. Die Platten, die mit daraus
gewonnenem Oxyd und Superoxyd hergestellt sind, sollen sich deshalb durch
Leichtigkeit und grosse Capacität auszeichnen. Die Herstellung der
Chlorid-Accumulatoren in Clefton-Junction bei Manchester beschreibt das Chloride Electrical Storage Syndicate, Ltd. (Electrical Review, 1898 Bd. 42 S. 185).
Glycerin ist zum Anmachen der activen Masse bereits mehrfach vorgeschlagen
worden. Die Mischung erhärtet aber einerseits zu schnell, als dass sie in Formen
gegossen werden könnte, andererseits kann man, ohne die Haltbarkeit der Platten
zu beeinträchtigen, die negativen nicht dichter als die positiven machen. Diese
beiden wünschenswerthen Erfordernisse erzielen W. B.
Bary, W. Swiatsky und J. Wettstein (D. R.
P. Nr. 97454) dadurch, dass sie der Mischung von Bleiglätte und Glycerin noch
einen Zusatz von Alkohol, alkoholischer Acetonlösung oder anderer neutraler
organischer Verbindungen geben, je mehr je weniger dicht die Platten werden
sollen. Die Masse fliesst aus den Mischapparaten direct in Formen. Nachdem diese
an einem warmen Orte gestanden haben, wird die Masseplatte herausgenommen und in
Bleirahmen gestellt. Zur Herstellung der giessfähigen Masse ist nur wenig
Flüssigkeit nothwendig. A. Schanschieff (Englisches
Patent Nr. 5826/1897) mischt innig Bleioxyd und Schwefelsäure mit reinem
Kohlenstoff und organischen Säuren (wie Weinsäure und Ameisensäure) und zersetzt
die letzteren durch den Strom, so dass eine sehr poröse gasabsorbirende active
Masse erhalten wird. Als ein Bindemittel, das selbst rund 50 Proc. Blei enthält,
schlägt C. H. Boehringer Sohn (D. R. P. Nr. 95903)
das syrupöse Bleiacetat vor. Beim Erhärten entstehen basische Verbindungen.
Bei Anwendung von Milchsäure (vgl. D. p. J. 1898
307 92) tritt wegen erheblicher Erhitzung
Zersetzung der Milchsäure ein, so dass das Verfahren unrentabel ist. Auf die
Verwendung des nichtleitenden Bernsteins und von ähnlichen fossilen Harzen als
Bindemittel für die active Masse (vgl. D. p. J.
1898 307 93) haben Marschner
und Co. jetzt auch ein D. R. P. Nr. 95787 erhalten. Nach einer ziemlich
reclamehaft gehaltenen Mittheilung in Elektrochemische
Zeitschrift, 1898 Bd. 4 S. 266, soll die Capacität bei Dqdm = 0,5 Ampère 20 Ampère-Stunden auf 1 k
Elektrodengewicht (was übrigens für Masseplatten nicht allzu aussergewohnlich
viel wäre), bei Dqdm = 3 Ampère 11,4
Ampère-Stunden betragen. Die Entladestromstärke kann bis Dqdm = 5 Ampère gesteigert werden. Bis auf 1 Volt
entladene Zellen erholen sich nach Stromöffnung bald auf 1,9 Volt. Die deutsche
Strassenbahn in Dresden soll gute Resultate mit den Accumulatoren erzielt
haben.
Das Abfallen der activen Masse und die übermässige Sulfatirung (?) will F. A. Jeremin (The
Electrician, 1898 Bd. 40 S. 579) dadurch verhindern, dass er den Raum
zwischen den Platten mit zerstossenem Glase füllt. Die Zellen werden mit etwas
stärkerer Schwefelsäure als gewöhnlich gefüllt und dann hermetisch (?)
verschlossen.
Einen Hochspannungs-Accumulator stellt N. H.
Edgerton (The Electrical World, 1898 Bd.
31 S. 508) auf gerade nicht sehr neue Art dadurch her, dass er flache
schüsselförmige Bleibehälter über einander setzt und sie, von unten nach oben,
mit folgenden Schichten füllt: Mennige, die mit Schwefelsäure von 30° Bé.
durchtränkt ist, ebenso behandelte gepulverte Holzkohle, Asbest und Bleioxyd.
Darauf steht der zweite Behälter u.s.w. Die Zwischenräume zwischen den
ausladenden Theilen der einzelnen Kästen werden mit Asbest, der in geschmolzenes
Wachs getaucht worden ist, eusgefüllt. Geruch und Dämpfe sollen sich beim Laden
nicht bilden. Auf 33,75 k Gewicht kommt 1 Kilo-Watt-Stunde bei 10stündiger
Entladung. Dabei ist die Capacität auf 1 qdm Plattenoberfläche etwa 6
Ampère-Stunden. Die Hatch Storage Battery Company
(The Electrician, 1898 Bd. 40 S. 381) trägt die
active Masse in quadratische Vertiefungen ein, die auf der einen Seite einer
Platte aus porösem gebranntem Porzellan oder Thon durch senkrecht und wagerecht
verlaufende Rippen gebildet werden. Diese. Seite legt sich gegen eine
Bleiplatte. Die andere Seite ist mit senkrecht verlaufenden Aushöhlungen
versehen. Gegen sie kommt die mit wagerechten Rinnen ausgestattete Seite einer
zweiten porösen Platte zu liegen, deren andere Seite wieder mit wirksamer
Substanz bedeckt ist, u.s.f. Für grosse Elektroden werden mehrere poröse Platten
mauerwerkartig neben und über einander gelegt. Das Patent für dieses Verfahren
lautet auf C. T. Barret (vgl. D. p. J. 1898 307 92).
Ribbe (Elektrotechnischer Anzeiger, 1898 Bd. 15 S. 141) belegt die Elektroden
seiner transportablen Accumulatoren auf beiden Seiten mit durchlöcherten
Celluloidplatten. Der 1 mm starke, mit 3,5 mm starkem Rande versehene Träger hat
viele schmale und runde Oeffnungen. Während die ersteren zum Festhalten der
activen Masse bestimmt sind, dienen die letzteren zur Verbindung von
Celluloidstreifen, die auf beiden Seiten angebracht sind. Nachdem die Masse
eingetragen ist,werden auf die Streifen durchlöcherte Celluloidplatten von 1 mm Stärke
aufgeklebt. Zur Innehaltung des Zwischenraumes zwischen den Platten dienen je
acht senkrechte, 4 mm hohe Stege. Eine 305 × 185 × 3,5 mm grosse Platte wiegt
fertig 1250 g, wovon 600 g auf den Kern kommen. Die Endplatten sind etwa 235 g
leichter, da sie nur auf der inneren Seite mit activer Masse bedeckt sind. Ein
15plattiger Accumulator mit 19 k. Bleigewicht liefert bei 21° Bé. Säuredichte
und 55,3 Ampère Entladestrom (Da ,qdm = 0,7
Ampère) eine Capacität von 304 Ampère-Stunden, also auf 1 k Elektrodengewicht 16
Ampère-Stunden. R. Kennedy (Englisches Patent Nr.
28314/1896) bringt die mit Vulcanit-Rahmen umgebenen Accumulatorenplatten
zwischen je zwei durchlöcherte Vulcanit- oder Ebonitscheiben, die durch
Gummistückchen und Ebonitgabeln von einander getrennt und versteift werden. Die
Platten können doppelpolig sein. Als Endplatten dienen Bleibleche, die mit den
Stromzuleitungen verbunden werden. Versuche, die anscheinend mit einer dieser
identischen Zelle von Peddie (Electrical Review vom 25. Februar 1898) ausgeführt
wurden, ergaben bei normaler Entladung eine Capacität von 30 Watt-Stunden auf 1
k Zellengewicht oder von 73 Watt-Stunden auf 1 k positiver Platten. Die
Herstellung des Serien-Accumulators wird im englischen Patent Nr. 19638/1897
noch genauer beschrieben. Um eine mittlere massive Bleiplatte, die auf einer
Seite mit Bleioxyd, auf der anderen mit Mennige bedeckt ist, gruppiren sich
ebenso gepastete perforirte Bleibleche, so dass die Mennigeseite nach der
Mennigeseite der Nachbarplatte zu liegt. Zur Vorbereitung wird die Trägerplatte
mit heisser 5procentiger Salpetersäure, dann mit Wasser gewaschen und noch nass
pastirt. Um Kurzschluss zu verhindern, werden am Boden jeder Zelle durch ein
theilweise durchlöchertes Diaphragma zwei von einander isolirte Taschen oder
Kammern angebracht. C. S. Kaufmann (U. S. P. Nr.
601471) trennt die Platten durch isolirende Zwischenwände, die mit Längskanälen
versehen sind. In diese springen kleine Ansätze aus isolirendem Material von
einigen Punkten der Platte aus vor.
(Fortsetzung folgt.)