CH176131A - Galvanisches Element, insbesondere elektrischer Akkumulator. - Google Patents

Description

  Galvanisches Element, insbesondere elektrischer Akkumulator.    Bekanntlich werden bei der Ladung von       Alzkumulatoren    Gemische von Sauerstoff und       Wasserstoff    in oft nicht unbeträchtlicher  Menge in     Freiheit    gesetzt. Man.     mussdann    für  einen genügenden Abzug der Gase sorgen,  damit keine Explosionen     auftreten    können,  und kann daher die Elemente nicht     :dicht     verschliessen. Diese Gase bilden :sich. indessen  nicht nur während der Ladung von Akku  mulatoren, sondern auch bei     der        Entladung          beziehungsweise    bei stromlosem Stehen der  selben.

   Derartige     Nachga@sung    zeigen auch  die meisten     Primärelemente.     



  Man hat bereits, versucht, die bei Ladung  und bei ruhigem Stehen sieh     entwickelnden     Gase dadurch zu beseitigen, dass man die  beiden Elektroden der     betreffenden    Primär  oder Sekundärelemente über einen dünnen       Widerstandsdraht,    vorzugsweise aus Platin,  entlädt, -der in den Gasraum des Elementes       hineinragt    und dort durch den     Entla:destrom     zum Glühen kommt.

   Entstehen in dem Gas  raum dann     Wasserstoff    und Sauerstoff     in       äquivalenter Menge nebeneinander, dann ge  lingt auf     fliese    Weise eine restlose     Beseiti-          gung    des schädlichen     Knallgases..        Indessen     treten     Wasserstoff    und     Sauerstoff    bei der       Gasung        galvaniscb,-er    Elemente und Akku  mulatoren nur in seltenen Ausnahmefällen,  sozusagen zufällig einmal in äquivalenter  Menge auf.

   Darum     konnte    nach diesem Ver  fahren eine restlose     Beseitigung    der schäd  lichen Gase nicht     erreicht    werden, so     dass     diese Methode praktisch keine Anwendung  gefunden hat.  



  Der     Anmelderin    ist es nun gelungen,  solche     unerwünscht    auftretenden Ansamm  lungen von     Waeserstoff        und    Sauerstoff auf  einem andern Wege zu beseitigen, der auch  dann zum Ziele     führt,    wenn die beiden Gase  nicht in äquivalenter 'Menge vorhanden sind  oder wenn überhaupt nur Wasserstoff be  ziehungsweise nur Sauerstoff im Gasraum  des betreffenden     Elementes,    auftritt.

   Bei dem  galvanischen Element,     insbesondere        elektri-          schen    Akkumulator, nach der     Erfindung         wird dies, dadurch erreicht,     dass    die Gas  absorption     mittelst    mindestens. einer Gas  elektrode,     insbesondere        Wasserstoff-    be  ziehungsweise Sauerstoffelektrode, welche  sich in     Berührung    mit .dem Gase beziehungs  weise     Gasgemisch    befindet     und    in den  Elektrolyten eintaucht, erfolgt.

   Es ist vorteil  haft, wenn die absorbierend wirkenden       Elektroden.    gegenüber dem Elektrolyten auf  einem für die     Absorptionswirkung    günstigen  Potential gehalten werden. Dies kann in der  Weise erfolgen, dass die absorbierend wirken  den Elektroden     mit        den.    Hauptelektroden des  galvanischen Elementes, gegebenenfalls. über  Widerstände     leitend    verbunden sind.  



  Man kann auch eine .einzige absorbierend  wirkende Elektrode anordnen, welche mit  einer der     Hauptelektroden    des galvanischen  Elementes,     gegebenenfalls    über einen Wider  stand, leitend     verbunden    ist. Diese einzige  absorbierend wirkende Elektrode kann auch  mit beiden     Hauptelektroden    des galvanischen  Elementes über Widerstände leitend verbun  den sein. Es kann aber auch als absorbierend  wirkende Elektrode der in diesem Falle  metallische oder wenigstens auf seiner Innen  fläche metallisch leitende Behälter :des  galvanischen     Elementes    dienen.

   In diesem  Falle kann man den metallischen     Behälter     mit einer der     Hauptelektroden,    gegebenen  falls über einen Widerstand, leitend ver  binden. Der metallische Behälter     kann    aber       auch    über Widerstände mit beiden Haupt  elektroden des     galvanisehen        Elementes    in  leitender Verbindung stehen.  



  Nach einer weiteren     Ausführungsart    der  Erfindung können auch die Hauptelektroden  des galvanischen Elementes an einem Teil  ihrer mit dem Gase     beziehungsweise        dem     Gasgemisch und dem Elektrolyten in Berüh  rung stehenden     Oberfläche    als     Gaselektrode     ausgebildet     sein.     



       Ran    kann aber auch nur eine ,der     Haupt-          elektroden.    des galvanischen Elementes an  einem Teil ihrer mit dem     Gas        beziehungs-          weissdem    Gasgemisch     und    dem     Elektrolyten     in     Berührung    stehenden Oberfläche als Gas  elektrode, z. B. zur     Absorption        für    Wasser-         etoff        ausbilden    und eine dritte     absorbierend     wirkende Elektrode, z. B. für Sauerstoff, an  ordnen.  



  Da,-, galvanische Element nach der Er  findung kann gasdicht verschlossen werden.  Als     Material    für die Gas     insbesondere     Sauerstoff     beziehungsweise        Wasserstoff,    ver  zehrende Elektroden sind alle die     metalli-          schen    Leiter brauchbar, an .denen sich die  Gase     elektrochemisch:    betätigen, das heisst in  den     Ionenzustand    übergehen können.

   Es sind  dies vorzugsweise Platin und alle     platinähn-          lichen    Metalle     (Rho.dium,        Ruthenium,        Palla-          dium,    Iridium), die im folgenden kurzweg  als     Platin    oder     Platinmetalle    bezeichnet wer  den. Man benutzt .diese Metalle oft mit Vor  teil in     feinverteilter,        grossoberflächiger    Form  (Platinmohr), damit die Berührung mit der  Gasphase eine     möglichst    innige     ist.     



  Die positiven und negativen Polelektroden  des betreffenden     galvanisehen    Elementes,  etwa eines alkalischen Akkumulators, werden  im einfachsten Falle so     ausgeführt,    dass ihr  metallisches     Trägermaterial    in ,den     Gasraum     hineinragt und mit Platin, Palladium oder  andern     Platinmetallen    gegebenenfalls in  feiner     Verteilung    oder mit rauher Oberfläche  verbunden oder überzogen     wird.    Die mit  Platinmetall überzogenen Teile der     positiven          Elektrode    absorbieren dann im allgemeinen  vorzugsweise den Wasserstoff,

       diejenigen    der  negativen Elektrode     hauptsächlich    ,den Sauer  stoff. Ausserdem     tritt    an .den mit Platinmetall  überzogenen     Elektrodenteilen,    die nur unge  nügenden     Kontakt    mit dem Elektrolyten  haben, eine     Knallgaskatalyse,    also eine       Knallgasabsorption    ein.

   Wenn das betref  fende Element einen metallischen Behälter  hat, so kann unter Umständen die .ganze  innere Wandung des Behälters oder     ein.    Teil       .derselben    mit Platinmetall überzogen und mit  einer der beiden Elektroden metallisch leitend  verbunden werden, wodurch die     Absorption     ,des einen Gases, dann     besonders        schnell    und  sicher vonstatten geht.  



  Die Anwendung dieses     einfachsten    Weges  zur gleichzeitigen     Absorption    sowohl des       Wasserstoffes    wie auch des     Sauerstoffes        ist         bei manchen galvanischen Elementen und  Akkumulatoren nicht möglich. So kann man  beispielsweise im Bleiakkumulator nicht die  negative Polelektrode oder Teile derselben  mit Platin überziehen, weil das Potential der  selben zu hoch ist und deshalb kaum eine  Sauerstoffabsorption, dafür aber um so leb  hafter eine     Wasserstoffentwicklung    am Pla  tin einsetzen würde.  



  Zur Absorption des     Wasserstoffes    und  Sauerstoffes kann man sich bei diesem  Element z. B. dadurch helfen,     dass        man        eine     dritte Elektrode einbaut, die in :den Gasraum  hineinragt, ausserdem zum Teil in den  Elektrolyten eintaucht und entweder ganz  aus Platin oder     Platinmetallen;    besteht oder  aus einem gegen Schwefelsäure genügend  beständigen metallisch leitenden Grund  material z. B.     Elektrodenkohle,    welches mit  geeigneten Platinmetallen in Kontakt befind  lich beziehungsweise überzogen oder impräg  niert ist..

   Diese     dritte    Elektrode, die auch zu  gleich als     Behälter    des Akkumulators dienen  kann, wird über je einen Widerstandsdraht  mit der positiven und mit der negativen Pol  elektrode des Elementes verbunden und da  durch zwangsläufig auf einem annähernd       konstanten    Potential .gehalten, welches zwi  schen dem der     positiven    und     negativen    Pol  elektrode des Elementes liegt und sowohl für  die Absorption von     Wasserstoff,    wie auch, für  diejenige von Sauerstoff geeignet ist.

   Die  beiden     Widerstan@dedrähte    können so be  messen werden,     dass    nur ein ganz     schwacher          Entla.destrom    dem Element entnommen     -wird,     durch den .die Kapazität nicht     stark        beein-          trächtig-t    wird.  



  Die     Z'erwendung    der     innern    Gefässwand  als Absorptionselektrode für     Wasserstoff        be-          ziehung.sweise    Sauerstoff oder für beide  zugleich empfiehlt sich auch bei manchen       alkalischen    Akkumulatoren.

   Da. es bereits  üblich ist, für diese Elemente vernickelte,       eiserne    Blechbehälter zu     verwenden,    so macht       ,las        Anbringen    eines besonderen dünnen       Überzuges    von Platin     oder        Platinmetallen    auf       cler        Innenseite    dieses Behälters keine erheb  liche     Umkonstruktion    notwendig.

   Auch    können die kleinen Widerstände, über welche  das Behälterblech mit     einer    der beiden Elek  troden: oder mit beiden Elektroden verbunden  ist, leicht     'aussen    auf dem     Elementdeckel     oder innen     unter    dem     Elementdeckel        unter-          gebracht    werden. Diese Widerstände werden  zweckmässig zu kleinen Spulen aufgerollt  und durch Umgebung ,der Spule mit Isolier  material eingekapselt (z. B.     Einvulkanisieren     in Gummi).  



       Fig.1        zeigt        schematisch        ein    galvanisches  Element, bei welchem die     Elektroden    ei  und     e2    an ihren Fahnen, das heisst an den  Stellen     ai    und     a2    mit     Platin    oder     Platin-          metällüberzügen    versehen sind;

         F'ig.    2 zeigt schematisch ein     galvanisches     Element, bei welchem die beiden Elektroden  ei und     e2    über die Widerstände     wi    und     w2     mit dem metallisch leitenden Element  behälter b verbunden :sind.     Letzterer    ist an  den verdickt     gezeichneten        Stellen        cc    innen  mit Platin, Palladium oder andern Platin  metallen überzogen;

         Fig.    3 zeigt     schematisch    ein galvanisches  Element, bei w     elehem    die ganze innere Ober  fläche des Elementbehälters b mit     Platin    oder       Platinmetallen    überzogen und über den  Widerstand     w    mit der     einen        Hauptelelctro,de     des Elementes metallisch leitend verbunden  ist.

      In den Figuren bedeuten ferner:    d = die     PolboIzendurohführung,durch        ,den     Elementbehälter     (Gummidichtung)     =     Füllöffnung,des        Elementes     v =     Verschlussschraube        beziehungsweise     Ventil des     Elementbehülters.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Galvanisches Element, insbesondere elek- trischer Akkumulator, mit einer Einrichtung zur flammenlosen Beseitigung der im Ele ment sich bildenden Gase, .dadurch gekenn zeichnet, dass. zur Gasabsorption:

   mindestens eine Gaselektrode, welche sieh in Berührung mit dem Gase beziehungsweise Gasgemisch befindet und in :den Elektrolyten eintaucht, vorhanden ist, UNTERANSPRüCHE 1.

   Galvanisches Element nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die absorbierend wirkenden Elektroden gegenüber dem Elektrolyten auf einem für die Absorptionswirkung günstigen Potential gehalten sind. 2. Galvanisches Element nach Patentan spruch und Unterans.prach <B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass! die absorbierend wirkenden Elektroden mit den Haupt elektroden des galvanischen Elementes über Widerstände leitend verbunden sind.

   3. Galvanisches Element nach Patentan spruch,dadurch gekennzeichnet, dass, eine einzige absorbierend wirkende Elektrode angeordnet ist, welche mit einer der Hauptelektroden des, galvanischen Ele mentes leitend verbunden ist. 4. Gadvanisohes Element nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige absorbierend wirkende Elektrode angeordnet ist, welche mit beiden Haupt elektroden .des. galvanischen Elementes über Widerstände leitend verbunden ist.

   5. Galvanisches Element nach Patentan spruch, dadurch .gekennzeichnet, dass als absorbierend wirkende Elektrode der wenigstens. auf seiner Innenfläche me tallisch leitende Behälter :des galvani schen Elementes dient. 6.

   Galvanisches Element nach Patentan- sprach und Unteransprueh 5, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Be- hälter mit einer der Hauptelektroden über einen, Widerstand leitend verbunden ist. 7. Galvanisehes Element nach Patentan spruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Be hälter mit beiden Hauptelektroden des galvanischen Elementes über Widerstände leitend verbunden ist.

   B. Galvanisches, Element nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, :dass, die Hauptelektroden des ,galvanischen Ele mentes an einem Teil ihrer mit dem Gase beziehungsweise mit dem Gasgemisch und dem Elektrolyten in Berührung stehenden Oberfläche als Gaselektrode ausgebildet sind.

   9. Galvanisches Element nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet"dass eine -der Hauptelektroden des galvanischen Elementes an einem Teil ihrer mit dem Gas beziehungsweise Gasgemisch und .dem Elektrolyten in Berührung stehen- ,den Oberfläche als Gaselektrode zur Ab- sorption des einen Gases ausgebildet und eine dritte absorbierend wirkende Elek trode zur Absorption des andern Gases angeordnet ist.

   10. Galvanisches Element nach Patentan- sprach, gekennzeichnet durch einen gas dichten Verschluss des: Elementgefässes.