Titel: Fortschritte der angewandten Elektrochemie.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1898, Band 309 (S. 113–117)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj309/ar309032

Elektrotechnik.
Fortschritte der angewandten Elektrochemie.

Von Dr. Franz Peters.

Mit Abbildungen.

A. Stromquellen.

Unter den Verbesserungen an Primärelementen sind vielleicht am interessantesten und beachtenswertesten diejenigen, welche eine vollkommenere Depolarisation bezwecken. Sonst befasste sich die Erfinderthätigkeit in dem Zeiträume, über den zu berichten ist, mit Aenderungen an der mechanischen Construction, die meist grossen Werth nicht beanspruchen dürfen. Das Problem der directen Elektricitätserzeugung aus Kohle ist seiner Lösung nicht einen Schritt näher gerückt.

In der Accumulatorentechnik wird nach wie vor das Hauptaugenmerk auf constructive Verbesserungen gerichtet, die das Werfen der Platten vermeiden und eine möglichst grosse wirksame Oberfläche gewährleisten sollen, Im Giessen der Träger sind beachtenswerthe Fortschritte zu verzeichnen. Die Bestrebungen, den Bleisammler durch den Zinkaccumulator zu ersetzen, scheinen recht rege zu sein.

I. Primärelemente.

a) Gewöhnliche galvanische Elemente.

Eine Vorrichtung zum Schalten der Elemente bei elektrochemisch-analytischen Einrichtungen beschreibt O. Lohse (Chemiker-Zeitung, 1898 Bd. 22 S. 158). Wie Fig. 1 zeigt, besteht sie aus einer Reihe von Metallklötzen, die mit den Polen der Elemente 1 bis 5 verbunden sind, und aus zwei äusseren Schienen, die zur Weiterleitung des Stromes nach der elektrolytischen Anlage dienen.

Textabbildung Bd. 309, S. 113

E. Habermann (U. S. P. Nr. 600719) greift zur alten Volta-Säule zurück, indem er Platten über einander legt und einen dazwischen angebrachten Docht mit dem anderen Ende in die getrennt von den Elementen angebrachte Erregerflüssigkeit tauchen lässt.

J. E. Fuller (U. S. P. Nr. 600850) stellt in einem Behälter durch senkrechte und wagerechte Scheidewände Abtheilungen her, die theils als Zellen, theils als Vorrathsbehälter für den Elektrolyten dienen. Erstere sind mit abnehmbaren Kappen versehen, welche die Elektroden aufnehmen. R. R. Moffatt (D. R. P. Nr. 96766) beschreibt ein Element mit zweitheiligem Gefässe. Die Elektroden werden durch Umkehren des Gefässes in die Erregungsflüssigkeit eingetaucht. Das Gefäss besteht aus zwei napfförmigen Hälften, von denen die untere mit ihrem zurückspringenden Rande in die obere eingreift und durch einen Schraubenring mit Dichtungsscheiben mit ihr verbunden ist. Die Dichtungsscheiben umgeben in der oberen Gefässhälfte einen im Querschnitt winkelförmigen Ring, auf dem die hohle Kohleelektrode steht. In diese ist die Zinkelektrode eingesetzt, die am Deckel auswechselbar befestigt ist. Der verbindende Schraubenring lässt sich mit den Schraubenringen anderer gleicher Elemente durch Zwischenstücke zu einem Traggestelle vereinigen, das an einem Zapfen drehbar aufgehängt ist |114| und mit zur Bildung des Stromkreises benutzt werden kann. Das Element ist vorzugsweise zur Benutzung für Fahrräderlaternen bestimmt. Auf die bereits früher (D. p. J. 1898 307 63) beschriebenen Elemente von V. Jeanty und von W. Rowbotham sind jetzt auch deutsche Patente ertheilt worden (D. R. P. Nr. 96664 und 96662). Der letztere ordnet die Zellen auch stufenförmig an und lässt den Elektrolyten circuliren (Englisches Patent Nr. 2378/1897).

J. B. Whittemore (U. S. P. Nr. 599411) brennt auf die für galvanische Elemente bestimmte Kohle eine entflammbare Substanz, wie Schwefel, Kampher oder Pech, auf. Wurde eine solche Kohle in Bunsen-Elementen gebraucht, so konnte (Electrical Engineer vom 3. März 1898), ohne Aenderung der Spannung und Stromstärke, Zink durch Eisen ersetzt werden. Aehnlich sollen die Kohleelektroden nach R. W. Atkinson und S. F. Walker (Englisches Patent Nr. 12028/1897) durch Eintauchen in geschmolzenen Schwefel, der die Poren ausfüllt, haltbarer gemacht werden. Aus diesen kann die Luft vorher durch eine flüchtige Flüssigkeit, ѷie Schwefelchlorür, Kohlenstofftetrachlorid oder auch Wasser, verdrängt werden. Solche Elektroden, die die Form durchlöcherter Cylinder haben können, will S. F. Walker (Englisches Patent Nr. 5383/1897) in Zink-Kohleelementen verwenden, die mit Lösungen von Chrom- und Salzsäure, mit oder ohne Zusatz von Natriumsulfat, gefüllt sind. Nichts Neues enthält der Vorschlag L. J. H. Rochatte's (Englisches Patent Nr. 24019/1896), in Chromsäureelementen die Kohleelektrode zwischen zwei concentrische Cylinder einzuschliessen, so dass sie von einem Zinkpol umgeben wird und den anderen umschliesst.

Aus Kobalt, Schwefelsäure mit Kaliumbichromat und Zinn erhält man nach A. N. Wyschnegorsky (Sitzung der Russ. phys.-chem. Ges. vom 8/20. Januar 1898; Chemiker-Zeitung, 1898 Bd. 22 S. 160) ein galvanisches Element, das mit Kobalt als elektropositivem Metall einen guten Strom gibt. Besteht der Elektrolyt nur aus Schwefelsäure, so ist das Kobalt elektronegativ, und man erhält einen schwachen Strom.

Zur Verhütung des Auskrystallisirens der Lösungen an den Gefässwänden der Elemente wird eine Mischung aus 100 Th. weisser Vaseline und 10 Th. Ozokerit empfohlen. (Der Mechaniker, 1897 Bd. 5 S. 167.) A. R. Adams (Englisches Patent Nr. 3831/1897) will als Elektrolyten statt der fertigen Producte die Ausgangsmaterialien nehmen. Die Beispiele, die er anführt (Salpetersäure versetzt mit einem Gemische von Chromsalz und Schwefelsäure, Nitrat mit Quecksilber oder Quecksilbersalz), sind nichts weniger als neu. Gebrauchte Lösungen von Chromsäureelementen regenerirt H. Dercum (Englisches Patent Nr. 3801/1898) durch Neutralisation mit Kalkmilch und Eintragen von Chlorkalk in die erhitzte Lösung. Sie wird dann durch Filtriren vom ausgefallenen Calciumsulfat befreit und zur Krystallisation eingedampft. In Bleisuperoxyd-Zinkelementen verwenden W. Exner und E. Paulsen (D. R. P. Nr. 98010) als Elektrolyt eine ganz schwache Schwefelsäure-Zuckersäure (C6H10 O8)-Lösung, der zum Schutze des Zinks reichlich in Aether gelöstes Quecksilbersulfat und eine schwache Gelatinelösung zugegeben wird. Das Element wird wie ein Accumulator geladen, hat danach eine Spannung von 2,5 Volt und zeigt in der Ruhe keinen Angriff der Elektroden.

Während bei den gebräuchlichen galvanischen Elementen der Elektrolyt chemische Veränderungen erleidet, macht R. Lorenz (Zeitschrift für Elektrochemie, 1898 Bd. 4 S. 305) darauf aufmerksam, dass man ganz nach Art der früher (D. p. J. 1897 304 215) von ihm beschriebenen Methode zur elektrolytischen Gewinnung von Metallhydroxyden galvanische Fällungselemente mit unveränderlichem Elektrolyten herstellen könne, die bei geringer Stromentnahme bis Dqdm = 0,5 Ampère recht gut functioniren. Die Zinkhydroxyd-Fällungselemente, die aus amalgamirtem Zinkblech, normaler Natriumchloridlösung und der Kupferoxydplatte eines Cupronelements zusammengestellt waren, zeigten eine um 25 bis 80 Proc. niedrigere Spannung als das Cupronelement, und zwar schwankte die mittlere Spannung bei Stromschluss eines Elements mit 67 × 99 mm grossen, 30 mm von einander entfernten Elektrodenplatten durch 170 bis 1 Ohm zwischen 0,79 (0,74) und 0,226 (0,29). Der wesentliche Abfall der elektromotorischen Kraft findet an der Anode statt. Die Spannung sinkt bei hoher Stromentnahme (1 Ampère) sowohl im Fällungselement als im Cupronelement stark. Bei Entnahme schwacher Ströme ist die Kupferoxydplatte im ersteren Element der im letzteren überlegen. Die Fällungselemente haben nur wissenschaftliches Interesse. Zinkoxyd setzt auch J. S. Johansen (Dänisches Patent Nr. 1423/1897; Französisches Patent Nr. 276115) dem Elektrolyten um das Zink zu, das aus einem Gemische von je ebenso viel Ammoniumsulfat und Calciumchlorid besteht, so dass ein Brei entsteht. Der andere Raum enthält concentrirte Kaliumbichromatlösung. Das Element soll 12 Stunden lang ununterbrochen Strom liefern. Durch die Gegenwart von Zinkhydroxyd soll es nach A. Heil (D. R. P. Nr. 96666) gelingen, hohe Spannung und kräftigen, lange Zeit hindurch gleich stark bleibenden Strom zu erzielen, ohne durch Zugabe von Säure in der Ruhe schädliche locale Wirkungen hervorrufen zu müssen. Das Zinkhydroxyd wird im Elemente selbst aus gesättigter Zinkvitriollösung durch Zusatz von Sodalösung erzeugt. Um das Niedersinken der sich bildenden Flocken von Zinkhydroxyd zu hindern, werden in den Elektrolyten Sägespäne u.s.w. eingetragen. Die Lösungselektrode besteht aus Zink, die Ableitungselektrode aus Kohle, die mit Bleisuperoxyd umgeben ist. Das Element besitzt eine Spannung von 1,8 Volt. Neu und patentfähig ist meiner Ansicht nach an dieser und der vorigen Zelle nichts. Denn C. Pabst hat schon vorgeschlagen (vgl. Peters, Angewandte Elektrochemie, Bd. 1 S. 11), Zinkoxyd in das Element zu geben. Ob die beim Entladen frei werdende Säure, die durch das Zinkoxyd neutralisirt werden soll, Salzsäure, wie bei Pabst, oder Schwefelsäure, wie bei Heil, ist, dürfte unerheblich sein. Auch die Verwendung von Zinkoxydhydrat statt Zinkoxyd und das Umgeben der Kohleelektrode mit Bleisuperoxyd schliessen keinen Erfindungsgedanken in sich. Der Angriff des Zinks durch die frei werdende Säure kann durch Amalgamation ganz gut vermieden werden. Das Element wird also weder mehr leisten, noch haltbarer sein als das gewöhnliche: amalgamirtes Zink, Kohle + Bleisuperoxyd.

Fichet und Nodon haben früher (D. R. P. Nr. 44177) vorgeschlagen, eine Lösung von 68 g Chlorzink und 16 g Brom in 45 g Wasser zu elektrolysiren und die erhaltene Flüssigkeit als Elektrolyt in galvanischen |115| Elementen zu verwenden. Sie bindet aber sehr wenig Chlor, so dass die Zelle für praktische Zwecke zu schwach wird. Dies vermeidet Ch. Théryc (D. R. P. Nr. 97539) dadurch, dass er mehr Wasser anwendet und unter Druck arbeitet. Er kann so eine Lösung herstellen, die in 1 l Wasser 32,35 g Brom und 72 g Chlor, verbunden als Brompentachlorid (?) enthält. Der Elektrolyt wird im geschlossenen Gefäss mit einer negativen Elektrode aus Zink, Eisen oder einem anderen sich mit Chlor verbindenden Metalle (z.B. stark verzinktem Silber) oder Metalloide benutzt, während die positive Elektrode aus Kohle, vortheilhafter aus Platin oder platinirtem Metall besteht. Das Element ist regenerirbar. Es unterliegt bei offenem Stromkreise einem gewissen Verbrauche. Diesen kann man vermeiden, wenn für das Brompentachlorid ein besonderer, absperrbarer Behälter angebracht wird. Dieser ist mit dem eigentlichen, mit Wasser gefüllten Elementengefässe durch zwei durch Ventile verschliessbare Röhren verbunden. Die eine dient zur Zuführung des Brompentachlorids. Durch die zweite gelangen die Brompentachloriddämpfe in die Vorrathskammer, wo sie verdichtet werden, zurück, wenn man nach der Regenerirung das Elementengefäss erhitzt. Soll die Wiederbelebung schnell, also mit starkem Strome erfolgen, so werden die Elektroden in einem niedrigen Gefässe mit grossem Boden wagerecht in geringem Abstande über einander, die negative unten, angeordnet. Das Zink soll sich in Folge seiner Dichte leichter, gleichmässiger und besser auf einer wagerechten, als auf einer senkrechten Fläche ausscheiden. Als Vortheile des Elements werden angeführt, dass durch die Anwendung des Brompentachlorids, das in Wasser 4mal leichter löslich als Chlor ist, sich eine grosse Energiemenge aufspeichern lässt, dass Polarisation bis zur Erschöpfung des Zinks ausgeschlossen ist, und dass der Strom eine constante Spannung von 2 Volt besitzt. Der gasdichte Abschluss bedingt vollkommene Geruchlosigkeit. Das Maass der Arbeit lässt sich durch Regelung des Brompentachlorid-Zuflusses beliebig einrichten. Unterhaltungs- und Amortisationskosten sollen gering sein.

Dieser Aufzählung der Vorzüge gegenüber möchte ich darauf hinweisen, dass sicher das bei Stromschluss aus dem Brompentachlorid zunächst frei werdende Chlor sich nicht so schnell, als der Erfinder annimmt, mit dem Zink verbindet, also im Element ein starker Gasdruck entstehen wird; dass das Brom nur wirksam werden kann, wenn das Zink darin eintaucht; dass bei der Regenerirung, wenn überhaupt die an sich unwahrscheinliche Verbindung BrCl3 wieder entsteht, dies nur unter hohem Druck geschehen kann; und dass die gute Abscheidung des Zinks aus der Chlorid-Bromidlösung gar nicht so sicher ist; dass vielmehr meist Zinkschwamm entstehen wird, der, falls er nicht sofort im Elektrolyten gelöst wird, was unmöglich ist, wenn dieser kein oder fast kein Brompentachlorid mehr enthält, zu Kurzschlüssen Veranlassung geben kann; dass durch die Bildung des Schwammes die negative Elektrode schnell zerfallen wird, um so mehr, als sich bei längerem Gebrauche sicher das Wasser mit Chlor- und Bromwasserstoffsäure anreichert. Abgesehen von diesen Umständen, welche die Unterhaltungskosten durchaus nicht als geringe voraussehen lassen, wird die Anschaffung theuer, und ist das Operiren mit ständig unter Druck stehenden Gefässen bei den Verhältnissen der Praxis nicht gerade angenehm. Die Vorrathskammer und das Erhitzen des Elektrolyten nach der Regenerirung, die jedenfalls beide nothwendig sind, wenn das Element einigermaassen brauchbar sein soll, werden ebenfalls nicht auf besondere Gegenliebe bei den Abnehmern stossen.

Sein Kupferoxydelement hat F. de Lalande (Electrical Review, London, 1898 S. 33) verbessert. Die Alkalilauge wird erhalten, indem man durchlöcherte, mit Kaliumhydroxyd gefüllte Weissblechbüchsen in das Wasser taucht. Die negative Elektrode, ein amalgamirter Zinkcylinder, wird an einem über die Wandungen des Gefässes greifenden verzinnten Eisenplättchen in das Element eingehängt. Die positive Elektrode ist ein Kupferoxyd enthaltender durchlochter Eisenblechcylinder. Um jede Beschädigung zu verhüten, kann das Glasgefäss in einen Behälter aus Weissblech eingesetzt werden.

F. Peters (D. R. P. Nr. 98434) hat gefunden, dass als Depolarisatoren vortheilhaft Persulfate verwendet werden können. Sie werden in Lösung, in festem oder breiartigem Zustande um die positive Elektrode angebracht, die auch damit imprägnirt werden kann. Mengt man Persulfate mit anderen beliebigen depolarisirenden Stoffen, so wird deren depolarisirende Kraft erhöht bezw. verlängert und die Spannung der Batterie vergrössert. Die Zunahme beträgt das 1,25- bis 1,35fache, nach dem Gebrauche sogar das 2,50- bis 3,50fache. Die Elemente mit Persulfatzusatz erholen sich viel schneller und erreichen eine der ursprünglichen viel näher liegende elektromotorische Kraft als die gewöhnlichen. Diese Wirkung der Persulfate beruht darauf, dass sie als Sauerstoff- und Halogenüberträger wirken.

b) Normalelemente.

Für die Herstellung des Clark-Elements zieht A. Dearlove (The Electrician, 1898 Bd. 40 S. 386) die Originalvorschrift den späteren vor. Eine Reihe von Messungen mit selbst gefertigten Zellen, die als positive Elektroden reines Zink und Zinkamalgam, als negative Quecksilber und amalgamirte Platinspiralen enthielten, ergaben genügend übereinstimmende Resultate mit dem Normalelement. Das Platin wird am besten durch Eintauchen in siedendes Quecksilber amalgamirt. Der innere Widerstand hängt nach Th. Wulf (Wiener Sitzungsberichte, 1897 Bd. 100 S. 562) sehr von der Temperatur ab (bei 5° 134 Ohm, bei 20° 65 Ohm). Er nimmt nicht, wie bei anderen Elementen, mit der Stromstärke ab. Die Polarisation war bei 5 Milliampère schon nach 0,01 Secunde wahrzunehmen, doch erholte sich das Element nach sehr kurzer Zeit wieder. Bei 39° wandelt sich die Modification (1) des Zinksulfats ZnSO4 + 7H2O in die Modification (2) ZnSO4 + 6H2O um. Da nun (2) löslicher ist als (1), so ist nach W. Jaeger (Wiedemann's Annalen, 1897 Bd. 63 S. 354) die elektromotorische Kraft des Clark-Elements mit Modification (2) unter 39° kleiner als die des mit Modification (1). Andererseits ist der Temperaturcoefficient von (1) grösser als von (2). Die Gleichung ist für das normale Element (1)

Et = 1,4000 – 0,00152 (t – 39) – 0,000007 (t – 39)2;

für das normale Element (2)

Et' = 1,4000 – 0,00102 (t – 39) – 0,000004 (t – 39)2.

|116|

Nach dem Erwärmen blieben die Elemente meist mehrere Tage anormal, wurden aber schneller normal durch Einwerfen eines Krystalles von ZnSO4 + 7H2O. Die aus den Gleichungen für ZnSO4 + 7H2O sich ergebende Umwandlungstemperatur ist 39°. Die dilatometrische Bestimmung von E. Cohen (Zeitschr. f. physikal. Chemie, 1898 Bd. 25 S. 300) ergab 38,50°; die elektrische von H. L. Callendar und H. T. Barnes (Proceedings of the Royal Society, 1897 Bd. 42 S. 117; vgl. dazu A. Kahle, Wiedemann's Annalen, 1898 Bd. 64 S. 92) 38,75°. Die letzteren Forscher fanden unter Verwendung ihrer Krystallzellen (vgl. D. p. J. 1898 307 64)

E1 = E15 – 0,001200 (t – 15) – 0,0000062 (t – 15)2

und für 0 – 30° den Temperaturcoefficienten

= 0,000837 – 0,0000087 (t – 15).

Clark-Zellen, die W. R. Cooper untersuchte (The Electrician, 1898 Bd. 40 S. 748), zeigten gleich nach der Anfertigung eine zu niedrige elektromotorische Kraft. Nach etwa einer Woche war sie aber normal. Sie hielt sich indessen nicht constant, sondern fiel nach längerer Zeit allmählich und ständig, so dass der Fehler nach 3½ Jahren 1 auf 700, bei einigen sogar 1 auf 500 betrug, während die Vorschriften des Board of Trade nur 1 auf 1000 zulassen. Versuche über die Aenderungen der elektromotorischen Kraft stellten auch Spiers, Twyman und Waters (Philosophical Magazine vom April 1898) an.

Das Weston-Normalelement sollte man nach Cohen und Kohnstamm (Zeitschrift für Elektrochemie, 1898 Bd. 4 S. 542) niemals unterhalb 15° benutzen, weil sonst eine Aenderung der Krystallform des Cadmiumsulfats eintritt, die den Temperaturcoefficienten beeinflusst. Sollte die Benutzung unter 15° stattgefunden haben, so muss man es etwa 2 Stunden vor dem neuen Gebrauche erst ½ Stunde lang über 15° erwärmen, um die Aenderung in der Krystallform rückgängig zu machen.

Da das Warren de la Rue'sche Element Silber, Silberchlorid: Zinkchloridlösung, Zink wegen der Bildung von basischen Zinksalzen unbeständig ist, ersetzt H. Jahn (Wiedemann's Annalen, 1897 Bd. 63 S. 44) das Zinkchlorid durch sein Doppelsalz mit Kaliumchlorid. Die elektromotorische Kraft bei t° ist E= 1,0136 – 0,000194 t Volt.

c) Trockenelemente.

Schon vor Jahren hat Germain und nach ihm Elliot (Peters, Angewandte Elektrochemie, Bd. 1 S. 127; vgl. a. D. p. J. 1897 303 70) präparirte Cocosnussfaser zum Aufsaugen des Elektrolyten empfohlen. Diese Vorschläge haben Collins und Cogan (Englisches Patent Nr. 557/1896) von Neuem aufgegriffen. Ein Zusatz von 25 Proc. Sago soll die Zeit für die Präparation der Faser (durch Schwefelsäure oder Alkalilauge) abkürzen. H. Meyer-Frey (Elektrotechn. Anzeiger: Elektrochemische Zeitschrift, 1898 Bd. 4 S. 256) stellt ein Trockenelement mit flüssigem Elektrolyten her, das bei 13 × 7 cm Grösse 1,4 Volt und 3,75 bis 4 Ampère gibt. Eine andere Type liefert 2,8 bis 3 Volt bei 3,75 Ampère. Der Elektrolyt in dem Zink : Kohle : Braunstein-Trockenelement von W. Shaw (Englisches Patent Nr. 6674/1897) besteht (eine grossartige Neuerung!) aus Zink- und Ammoniumchlorid, sowie Essigsäure. In dem Trockenelement des D. R. P. Nr. 88613 (D. p. J. 1897 303 70) theilen R. Krayn und C. König (D. R. P. Nr. 96765; vgl. Englisches Patent Nr. 2024/1898) die Zinkelektrode in zwei von einander isolirte Elektroden, von denen die eine sich in der hohlen Kohleelektrode, die andere sich ausserhalb befindet. Die so entstehenden beiden einzelnen Elemente können einzeln oder in Parallelschaltung benutzt werden. Dass durch diese Anordnung bei getrennter Benutzung der beiden Zinkelektroden der Polarisation jedes einzelnen Elements vorgebeugt werden soll, erscheint nicht glaubhaft. Das Wesen dieser „Erfindung“ besteht überhaupt in nichts anderem, als bei Parallelschaltung der Zinkelektroden in ihrer Vergrösserung, ein Gedanke, der unzählige Male ausgeführt ist, und dessen praktische Verwirklichung sehr wenig Patentfähiges erkennen lässt.

d) Directe Elektricitätserzeugung aus Kohle und Gasketten.

J. C. Reed (The Electrical World, 1898 Bd. 31 S. 125 und 190) behauptet, dass, wenn Borchers in seinem bekannten Gaselement Strom und Potentialdifferenz vor dem Einleiten der Luft und der Verbrennungsgase gemessen haben würde, er seine Ansicht, dass diese die Ursache der elektrischen Energie (von 0,076 Watt) seien, hätte ändern müssen. Nach der Gleichung

Cu 2Cl 2 + CO + H2O = Cu 2 + 2HC1 + CO2

seien als Quelle der Energie nur Cuprochlorid und Kohlenoxyd, als Producte der Reaction, welche die Energie liefert, nur Kupfer und Kohlendioxyd in Betracht zu ziehen. Nun betrage aber die Verbrennungswärme des Kohlenoxyds 68370, die Bildungswärme des Cuprochlorids 71200. Die obige Reaction könne also keine Energie entwickeln, absorbire vielmehr welche. Die Energie stamme von der Einwirkung der Lösung auf das Kupfer. Weil Luft zugegen sei, müsse sich auch etwas Cuprichlorid gebildet haben, das dann das metallische Kupfer in Cuprochlorid verwandle. Die Reactionswärme betrage 19570 – 8490 Calorien, also die elektromotorische Kraft 0,84 – 0,36 Volt, Werthe, die von Borchers und anderen auch immer gefunden worden sind. Das Element sei also ein ganz gewöhnliches, in dem Zink durch Kupfer ersetzt sei. Das Kohlenoxyd erzeuge durch seine Oxydation nicht elektrische Energie, sondern regenerire höchstens das erschöpfte Material, reducire z.B. aus Cuprichlorid metallisches Kupfer. In der neuen Batterie (s. D. p. J. 1898 307 65) ist die Kohlenoxydelektrode (aus Kohle bestehend) die positive, während sie (aus Kupfer bestehend) in der eben betrachteten älteren Construction die negative ist, und die positive aus Kohle besteht (?). Wie kann derselbe Körper bei der Oxydation einen verschieden gerichteten Strom geben? Durch Messung der Spannungen zwischen den verschiedenen Elektroden eines Elements, das Eisen, Kohle und Platin in wässerigem Weldon-Schlamm und, durch ein Diaphragma davon getrennt, in Cuprochloridlösung Kohle und Platin enthielt, wurden vor dem Einleiten der Gase Spannungen erhalten, die nicht wesentlich verschieden von den während des Einleitens beobachteten waren. Dagegen hat die Natur der Elektroden auf die Spannung sehr grossen Einfluss.

Bei Brennstoffelementen will Short (The Electrician, 1898 Bd. 40 S. 440) den Koks rothglühend, wie er aus den Gasretorten kommt, in den mit Sauerstoff gespeisten Elektrolyten fallen lassen.

J. C. Reed hat in der Sitzung des American Institute of Electrical Engineers vom 27. April 1892 (The Electrical |117| World, 1898 Bd. 31 S. 546) gezeigt, dass, wenn man in geschmolzenes Alkali einen massiven und einen mit Rinnen versehenen Stahlstab taucht, eine elektromotorische Kraft bis 1 Volt erzielt werden kann. Er betrachtet das Element als ein thermoelektrisches, da bei dem mit Rinnen versehenen Stabe die Wärmeleitung und -Strahlung herabgedrückt und er also heisser als der massive würde. Ch. P. Steinmetz glaubt, die Wirkung auch auf eine abwechselnde Oxydation und Reduction des Eisens zurückführen zu können. Edison soll (Zeitschrift für Berg-, Hütten- und Maschinenindustrie, 1898 S. 35) in einem mit kugeligem Boden versehenen eisernen Cylinder, dessen Deckel einen Kohlencylinder trägt, ein Oxyd oder Salz (z.B. Eisenoxyd) stark erhitzen, das überschüssige Gas absaugen und so einen verhältnissmässig kräftigen Strom erzeugen. Der Vorgang ist folgender: Durch die Einwirkung der Luft auf die glühende Kohle entsteht Kohlenoxyd, dieses reducirt das Eisenoxyd unter Oxydation zu Kohlensäure, letztere wird durch die glühende Kohle wieder in Kohlenoxyd verwandelt u.s.w. Durch das Absaugen der überschüssigen Kohlensäure soll die Reaction heftiger und der Strom stärker werden. Die Angaben sind mit grosser Vorsicht aufzunehmen.

Eine kurz zusammenfassende Abhandlung über das Kohleelement, besonders das Jacques'sche (vgl. D. p. J. 1897 303 70 und 1898 307 66), liefert C. Chéneveau (Revue de Physique et de Chimie, 1898 Bd. 2 S. 220). Zur Aufklärung der Vorgänge in der Jacques'schen Batterie (vgl. D. p. J. 1897 303 70 und 1898 307 66) haben Anthony und Thompson (American Electrician: The Electrical World, 1898 Bd. 31 S. 309) Versuche angestellt. Anthony findet, dass der Sauerstoff, vielleicht nur feuchter, der in die Zelle eingeführt wird (mag er nun auf der Kathode condensirt oder von ihr absorbirt werden, oder in Verbindung oder in Lösung gehen), wie ein Depolarisator wirkt, also die Wirksamkeit vergrössert, während ein inertes Gras dies nicht thut. Nach J. Thomsen wird er in der Jacques'schen Zelle vom Eisen occludirt. Der ganze Apparat wirkt als galvanisches Element. Durch Elektrolyse des Natronhydrats entsteht Wasserstoff und Sauerstoff. Letzterer geht zur Kohle, ersterer verbindet sich mit dem occludirten Sauerstoff, und es entsteht eine elektromotorische Kraft nahe 1,1 Volt. Die Jacques'sche Zelle erfordere schwierige und kostspielige Wartung und werde als Stromerzeuger keine praktische Bedeutung gewinnen. Den beiden angeführten Erklärungsversuchen gegenüber bleibt J. C. Reed (American Electrician: The Electrical World, 1898 Bd. 31 S. 392) bei seiner Ansicht (D. p. J. 1897 303 70), dass die elektrische Energie in der Jacques-Zelle einzig und allein durch die Wärme hervorgerufen werde.

H. Blumenberg (U. S. P. Nr. 599094) fügt dem aus den geschmolzenen Hydroxyden oder Nitraten der Alkali- oder Erdalkalimetalle bestehenden Elektrolyten ein Oxydationsmittel (z.B. Metalloxyd) zu und bläst überhitzten Dampf zur Regeneration des Oxyds hindurch. Auch diesem Element gegenüber verhält sich J. C. Reed (Electrical Engineer vom 24. März 1898) sehr skeptisch. Unwesentlich ändert J. L. Dobell (Englisches Patent Nr. 25036 von 1896) das Brennstoffelement ab. In einer Zelle, die geschmolzenes Metallnitrat als Elektrolyt und die Kathode enthält, steht ein poröses Gefäss mit geschmolzenem reinem Blei, in das die Anode taucht. In das Nitrat wird Luft oder ein anderes oxydirendes Mittel eingeblasen. Bei einer anderen Construction (Englisches Patent Nr. 2272 von 1897) wird Bleioxyd in das poröse Gefäss, Blei in die Zelle gebracht. Zur Herstellung des porösen, gegen geschmolzene Oxyde beständigen Behälters wird fein vertheilter calcinirter Magnesit mit einer Lösung von Borsäure in Wasser oder, verdünntem Alkohol zu einem steifen Brei angemacht, in die gewünschte Form gebracht, getrocknet und gebrannt. Die Short-Zelle (vgl. D. p. J. 1898 307 66) ist nach J. C. Reed (The Electrical World, 1898 Bd. 31 S. 92) dem Jacques-Element deshalb überlegen, weil der Elektrolyt nicht in Carbonat verwandelt wird, und bei genügender Reinheit der Kohle kein Nebenproduct aussei' Kohlendioxyd entsteht. Wenn für die Kohlenhalter ein widerstandsfähiges Material gefunden wird, vermeidet die Zelle den Fehler aller praktisch gebrauchten Primärelemente, ihr actives Material nicht ohne erhebliche Schädigung ihrer mechanischen Structur aufbrauchen zu können. Die Reaction, die in der Zelle vor sich geht, ist 2PbO + C = CO2 + 2Pb. Diese liefert, ebenso wie die in dem Jacques-Element, keine Energie. Die Quelle der elektromotorischen Kraft ist also auch hier die Wärme. C. P. Shrewsbury und J. L. Dobell (U. S. P. Nr. 599405) schmelzen in einer Metallzelle den Elektrolyten, aus dem eine Röhre in eine innere Kammer führt.

e) Thermosäulen.

The Cox Thermo-Electric Company, Ltd. (D. R. P. Nr. 96660), beschreibt eine Thermosäule, deren hohlcylindrischer wirksamer Theil innen von Heizgasen durchströmt und aussen in einem Gehäuse mit Wasser gekühlt wird. Der wirksame Theil besteht aus Ringen von Thermoelementen, die, mit Zwischenlagen von isolirendem Materiale auf einander gesetzt, elektrisch leitend mit einander verbunden und in einen Hohlcylinder aus feuerfestem Material eingebettet sind. Den Cylinder umgibt eine mit diesem verbundene Metallhaut, deren Enden etwas über die Enden des Cylinders vorstehen. Das untere Ende dringt, um den wirksamen Theil auswechselbar zu machen, in einen Dichtungsring um einen ringförmigen Vorsprung des Gehäusebodens, auf dem der wirksame Theil ruht, während das obere Ende der Metallhaut durdi ein Loch in der Mitte der Gehäusedecke nach aussen ragt und in einen von oben an die Decke abnehmbar angepressten Dichtungsring hineinreicht. Die beiden von den Thermoelementen kommenden Enddrähte sind innerhalb der Umhüllung nach unten geführt und treten gemeinsam durch eine Oeffnung in der Mitte des Gehäusebodens nach aussen. Hauptsächlich für Untersuchungen über Wärmestrahlung gibt H. Rubens (Zeitschrift für Instrumentenhunde, 1898 Bd. 18 S. 65) eine neue Thermosäule an, bei der die Masse und deshalb auch die Wärmecapacität wesentlich verringert ist. Als Material, das sich zu sehr dünnen Drähten ausziehen lässt, wurde Constantan-Eisen gewählt, das ein Thermopaar von der elektromotorischen Kraft 53 Mikro-Volt auf 1° gibt. Es lässt sich leicht eine lineare Säule herstellen, die auf 20 mm Länge 20 Löthstellen der Metalle Eisen und Constanten enthält. Sie liefert bei einer Temperaturerhöhung der geradzahligen Löthstellen um 1° eine elektromotorische Kraft von 0,00106 Volt. Ihr innerer Widerstand beträft etwa 3,5 Ohm.

(Fortsetzung folgt.)

Suche im Journal   → Hilfe
Alternative Artikelansichten
  • XML
  • Textversion
    Dieser XML-Auszug (TEI P5) stellt die Grundlage für diesen Artikel.
  • BibTeX
Feedback

Art des Feedbacks:
Ihre E-Mail-Adresse:
Anmerkungen: