Text-Bild-Ansicht Band 316

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In vorstehender Fig. 4 ist eine Vorderansicht der Platten gegeben, innerhalb welcher diese neuen Elemente oder aktiven Massen untergebracht werden. Dieselben bilden eine Art von Taschen oder Behältnissen und erscheint in der Zeichnung die Vorderwand teilweise abgebrochen. Fig. 5 zeigt einen Schnitt dieser Platte in der Richtung der strichpunktierten Linie. In Fig. 6 sind zwei derartige Platten, welche die Kombination einer einfachen Zelle darstellen, in Draufsicht gezeichnet, während Fig. 7 die Details in einem Stücke des vergrösserten Schnittes genauer ersichtlich werden lässt.

Die gesamte Platte ist aus einem Nickelrahmen mit zwei horizontalen und vier vertikalen Hippen gebildet, die von einem um dasselbe gebogenen äusserst dünnen Nickelblatte von ungefähr 0,125 mm Wandstärke umgeben sind. In die durch die Rippen des festen Rahmens gebildeten Hohlräume wird die aktive Masse eingebettet. Die die Platte abschliessenden dünneren Nickelbleche sind durchlöchert und können diese Löcher zwar durchgestanzt werden, aber es ist besser, sie bloss durchzudrücken, so dass sie nach innen Buckeln bilden, indem hierdurch die Berührungsfläche zwischen Metall und aktivem Materiale wesentlich vergrössert wird. Die einzelnen Löcher sind in einem Abstande von 0,75 mm neben- und übereinander angeordnet. Zur Herstellung der Platten wird Nickel deshalb verwendet, weil es in einer alkalischen Lösung unter dem Einflüsse des elektrischen Stromes nicht oxydiert. Es unterliegt jedoch keinem Anstände, an Stelle desselben sorgfältig und vollkommen mit Nickel plattiertes Eisen zu verwenden, oder den eigentlichen Tragrahmen für die aktive Masse aus Hartgummi oder einem anderen indifferenten Materiale herzustellen.

Auf der Aussenseite dieser Platten ist ferner eine Anzahl von isolierenden Plättchen 5 befestigt, welche eine gegenseitige Berührung der einzelnen Platten, wenn dieselben in die Flüssigkeit eingesenkt werden, verhindert.

Um nun zu den neuen Elementen, die hier verwendet werden, überzugehen, sei im vornehinein erwähnt, dass das eine der Elemente nichts anderes als in besonderer Weise präpariertes Eisen ist, das andere hingegen eine höhere Oxydationsstufe des Nickels als Nickeloxyd darstellt.

Die Darstellung des Eisens wird wie folgt beschrieben: Eisenmonosulfid (einfach Schwefeleisen) wird so fein verrieben oder zerquetscht, dass die einzelnen Teilchen durch ein Sieb, welches ungefähr 6,4 Oeffnungen pro qmm hat, hindurchgehen. Das auf diese Weise gewonnene Pulver wird nun mit Flockengraphit, dessen Flocken etwas grösser als die Oeffnungen der perforierten dünnen Nickelplatten sind und zwar in dem Verhältnisse von 8 Gewichtsteilen Schwefeleisen und 2 Gewichtsteilen Graphit, sehr innig vermischt. Dieses Gemisch wird sodann mit einer 20%igen Lösung von Aetzkali benetzt, und nach erfolgter Durchfeuchtung mit einem passenden Instrumente in die noch unbedeckten Rahmen eingestrichen und festgestampft.

Hierauf wird über die Masse eine 6 bis 7 mm dicke Schicht flockiger Asbestfasern gelegt und das Ganze durch die bereits mehrfach erwähnte dünne Nickelplatte gegen aussen abgeschlossen. Diese Nickelplatte, welche über den ganzen Rahmen gebogen ist, wird an ihrem oberen Ende, wie dies aus Fig. 4 bis 7 ersichtlich ist, durch über den Rahmen geflochtene Nickeldrähte 7 festgehalten.

Das auf diese Weise geformte Element wird nun der elektrolytischen Oxydation in einer Kalilaugelösung unterworfen, wobei sich Eisenoxydhydrat bildet und der freiwerdende Schwefel mit der Kalilösung zu einem hier nicht näher bezeichneten Salze (wahrscheinlich Einfach-Schwefel-Kalium. D. V.) verbindet. Die Diffusion dieses Salzes aus der Masse wird durch zeitweisen Wechsel der Stromrichtung wesentlich erleichtert.

Das Element ist nun zum Gebrauche fertig, wobei, damit es zur stromabgebenden Wirkung gelangen kann, das Eisenoxydhydrat zu metallischem Eisen reduziert werden muss, was durch die Ladung dann erfolgt, wenn in das Element die den hierbei freiwerdenden Sauerstoff aufnehmende negative Elektrode eingesetzt ist.

Das auf diese Weise erhaltene Eisenoxyd nimmt an Masse zu und übt mit Graphit gemischt einen beträchtlichen Druck auf die Abschlusswände des Elementes ausverhindert aber gleichzeitig eine Veränderung des ursprünglichen Zustandes der Masse selbst dann, wenn sich bei Ueberladung Gase im Innern derselben entwickeln. Der Gebrauch des Eisenmonosulfides ermöglicht es, die grössten Mengen Eisenoxydes auf einen möglichst geringen Raum zusammenzudrängen und dasselbe in jene Form zu bringen, durch welche es auf elektrolytischem Wege leicht zu metallischem Eisen reduziert werden kann.

Getrocknete Oxyde von Eisen lassen sich in keiner Weise durch den elektrischen Strom reduzieren. Schwammiges Eisen, wie solches durch Reduktion verschiedener Eisensalze mittels Wasserstoffs erhalten werden kann, zeigt ein geringes Oxydationsvermögen, Eisenoxydhydrate sind ungeheuer mässig und, wenn nicht getrocknet, sehr schwer zu behandeln. Getrocknet zeigen sie einen grossen Widerstand gegen die elektrolytische Einwirkung des elektrischen Stromes. Thatsächlich ist die einzige Form von Eisenoxyd, welche sich auf diesem Wege in den metallischen Zustand überführen lässt, die aus dem Monosulfid auf dem angegebenen Wege gewonnene, da das durch längeres Kochen von gewöhnlichem Eisenoxydhydrat mit Wasser zu gewinnende Monohydrat sich zwar auch reduzieren, aber infolge seiner schwammigen Beschaffenheit nicht in jenen Quantitäten in die Hohlräume der Rahmen einführen lässt, wie das erwähnte Hydroxyd. Durch die Erzeugung des Eisenoxydes aus dem Monosulfide wird dasselbe eben in der benötigten kompakten Form erhalten und lässt sich auch durch den elektrischen Strom vollständig reduzieren.

Da weiteres, fein verteiltes, auf die angegebene Art erhaltenes Eisen durch die elektrolytische Behandlung keine lösliche Verbindung bildet, ist das oxydierende Element nach der Angabe Edison's absolut permanent und wird auch das Elektrolyt bei jedem Zustande des Arbeitens der Zelle in keiner Weise verändert.

Das Sauerstoff aufspeichernde Element beruht auf der von Edison ausgehenden Entdeckung, dass sich die niederen Oxyde von Kobalt und Nickel, mit einem Leiter in Verbindung gebrachtem einer alkalischen Lösung unter dem Einflüsse des elektrischen Stromes fast vollständig auf eine höhere Oxydationsstufe bringen lassen, welche Oxyde wieder unter gegebenen Verhältnissen den aufgenommenen Sauerstoff leicht abgeben und in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren.

Dies führte zu der Konstruktion des neuen Sauerstoff aufspeichernden Elementes, welches bei grosser Kapazität viel geringeres Gewicht und grössere Beständigkeit haben soll, als irgend eines der bisher für diese Zwecke gebrauchten Elemente. Weder Kobalt- noch Nickeloxyd ist in einem alkalischen Elektrolyte löslich, auch geben beide annähernd die gleiche Spannung, so dass beide gleich gut anwendbar sind, doch gibt Edison dem Nickel wegen seines geringeren Preises den Vorzug.

Er schlägt zu diesem Zwecke Nickeloxydhydrat aus einer seiner Lösungen nieder, trocknet diesen Niederschlag nach vorherigem Auswaschen langsam an der Luft, pulverisiert ihn dann und presst ihn durch Siebe, bei welchen ungefähr 6,4 Maschen auf den qmm gehen. 7 Gewichtsteile des so gewonnenen pulverförmigen Hydrates werden hierauf mit 3 Gewichtsteilen Flockengraphit innig gemischt, hierauf mit einer geringen Menge Wassers angefeuchtet und das so gewonnene Gemisch in die Rahmen eingefüllt, wobei jedoch stets nur geringe Quantitäten zu gleicher Zeit genommen werden dürfen und sofort gründlich festgestampft werden müssen. Ist die Masse in den Rahmen eingefüllt, so wird dieselbe auf die ganz gleiche Weise, wie dies bei dem Eisenelement beschrieben wurde, mit einer Asbestlage überdeckt und hierauf die Abschlussplatte durch Nickeldraht befestigt.

Diese Platten werden sodann in einer Kaliumoxydhydratlösung durch längere Zeit der Einwirkung eines elektrischen Stromes von einer Stromdichte von ungefähr 8 Milliampères pro qcm der Oberfläche ausgesetzt, wodurch die höhere Oxydationsstufe des Nickels gebildet wird. Ist dieser Oxydationsprozess vollendet, so ist auch das Element gebrauchsfertig.

Die Beimischung von Graphit zur aktiven Masse bezweckt, eine möglichst grosse Kontaktoberfläche zu erhalten, was notwendig ist, weil sich die elektrolytische Oxydation