DE324201C - Verfahren zur Beseitigung der bei elektrolytischen Zersetzungen entstehenden Gase - Google Patents

Description

Bei vielen elektrolytischen Vorgängen entstehen an einer oder an beiden Elektroden gasförmige Zersetzungsprodukte. Diese sind, sofern nicht in ihrer Erzeugung der eigentliehe Hauptzweck des' elektrolytischen Vorganges liegt, meist unerwünschte Nebenprodukte. Abgesehen von der Verschlechterung der Stromausbeute verursacht ihr Auftreten vielerlei Störungen und Betriebserschwerun-

ίο gen, insbesondere bedingt es eine dauernde Ergänzung der zersetzten chemischen Verbindung, um die Konzentration des Elektrolyten aufrecht und dessen Menge unverändert zu erhalten. In manchen Fällen ist das Ent-

IS stehen der gasförmigen Zersetzungsprodukte bei elektrolytischen Vorgängen mit Explosionsgefahr verbunden.

Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Übelstände, indem den gasförmigen Zersetzungsprodukten Gelegenheit gegeben wird, sich zu der zersetzten Verbindung wieder zu vereinigen. Zu diesem Zweck werden die entstehenden Gase gesondert aufgefangen. In jedem Sammelbehälter wird eine unlösliche Elektrode angeordnet, welche teilweise in den Elektrolyten taucht. Beide Elektroden werdein miteinander leitend verbunden. Es entsteht ein an sich bekanntes Gaselement, dessen Polarisationsstrom unter Umständen nutzbar gemacht werden kann. Letzteres wird jedoch nur selten lohnend sein, obwohl durch Wiedergewinnung des vorher für die Zersetzung aufgewandten Stromes theoretisch die Stromausbeute verbessert werden könnte. Wichtiger ist es, daß obengenannte Übelstände vermieden werden. Aus diesem Grun'de ist es zweckmäßig, das Gaselement kurz zu schließen. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die zweckmäßig glockenförmigen Sammelbehälter selbst als Elektroden ausgebildet werden, indem sie aus leitendem, in dem fraglichen Elektrolyten nicht löslichen Stoff verfertigt werden. 'Eine weitere Verringerung des Widerstandes kann dadurch erreicht werden, daß nur einer der Sammelbehälter als Elektrode ausgebildet wird, während der zweite als größere Glocke aus beliebigem Stoff über den ersten gestülpt wird. Dann nimmt die Glockenelektrode in ihrem Innern eines der beiden gasförmigen Zersetzungsprodukte auf, während sie außen von dem zweiten Zersetzungsprod'ukt umspült wird. Sie bildet demnach mit dem Elektrolyten und den beiden Gasen ein in sich kurzgeschlossenes Element von außerordentlich niedrigem inneres'Widerstand. Durch weitgehende Oberflächenentwicklung, z. B. Anordnung von Rippen o. dgl., kann der chemische Vorgang noch beschleunigt werden, ebenso durch die Anwesenheit von Katalysatoren. Zweckmäßig werden die Glockenelektroden selbst aus einem Katalysator hergestellt oder mit einem solchen überzogen.

In vielen Fällen läßt sich die Entstehung eines der gasförmigen Zersetzungsprodukte durch Zusatz eines geeigneten Depolarisator zu dem Elektrolyten unterdrücken. In die-

sem Fall kommt man naturgemäß mit einem einzigen Sammelbehälter aus, welcher zweckmäßig als Glockenelektrode ausgebildet und vollständig- in den Elektrolyten eingetaucht wird.

In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung· schematisch dargestellt. In Fig. ι bedeutet g eine Zersetzungszelle, α und b die beiden Elektroden, c und d deren Stromzuführungen. Über die beiden Elektroden sind die beiden Glocken e und f aus leitendem Stoff (Metall, Kohle o. dgl.) gestülpt, und diese sind durch den Draht h kurzgeschlossen. Entstehen bei Stromdurchgang an einer oder an" beiden ; Elektroden Gase, so steigen diese in den ■ Glockenelektroden empor. Zwischen den beiden Glockenelektroden bildet sich eine Potentialdifferenz aus, welche sich durch den j Draht h ausgleicht, wodurch die Gase zum j Verschwinden gebracht werden und die vor- ·' her zersetzte Verbindung neu gebildet wird, j In Fig. 2 ist 0 ein allseitig geschlossenes ; Zersetzungsgefäß, welches als Sammelbehälter ! für eines der beiden Gase dient, welche an j der ringförmigen Elektrode I entwickelt werden, i ist die zweite Elektrode, m und k ; sind die beiden Stromzuführungen. Über der ' Elektrode i befindet sich gemäß der Erfindung die Glockenelektrode n, welche die an der Elektrode i entwickelten Gase auffängt. _: Da die Glockenelektrode m innen und außen _; von verschiedenen Gasen umspült wird, bildet sich .an ihrer Außenfläche gegenüber der Innenfläche einePotentialdifferenz aus, welche sich durch die Elektrode selbst ausgleicht, wobei der Polarisationsstrom die Gase vermehrt und die zersetzte Verbindung zurückbildet. Befindet sich in dem Elektrolyten ein Depolarisator, welcher die Entstehung von Gasen an der Elektrode I verhindert, so braucht der Behälter 0 oben nicht geschlossen zu sein. Die Wirkungsweise unterscheidet sich von derjenigen bei dem Auftreten von zweierlei Gasen dadurch, daß nunmehr auch der zersetzte Depolarisator in den Hohlraum der Glockenelektrode η durch Diffusion , eindringt, so daß Lokalströme an der Innenwand entstehen. Genauer bilden sich drei j Lokalströme aus, die verschieden sind. Einer j entlang der Innenwand der Glockenelektrode, , hervorgerufen durch das Gas und den wenig ' zersetzten Depolarisator im Innern der Glockenelektrode, der zweite quer durch die Wandung der Elektrode, verursacht durch das Gas im Innern der Glocke und dem stark zersetzten Depolarisator außerhalb derselben, schließlich ein dritter quer durch die Wandung hindurch als Folge der Konzentrationskette zwischen dem außen stark und innen sehwach zersetzten Depolarisator. Wird an ί einer "der Elektroden Sauerstoff entwickelt, so braucht dieser nicht aufgefangen zu'werden. Der für die Rückbildung der zersetzten Verbindung erforderliche Sauerstoff wird dann aus der Außenluft entnommen.

Das Endergebnis ist aber wieder dasselbe, nämlich das Verschwinden des Gases und die Rückbildung der zersetzten chemischen Verbindung, in diesem Falle auch des Depolarisators. Das Verfahren ist anwendbar in allen Fällen, wo eine Flüssigkeit von elektrischem Gleichstrom durchflossen wird und an einer oder an beiden Elektroden gasförmige Zersetzungsprodukte auftreten. Das gleiche ist der Fall bei pulsierendem Gleichstrom und Wechselstrom von unsymmetrischer Kurvenform. Das Verfahren kann demnach angewendet werden bei Flüssigkeitsregelwiderständen, insbesondere bei deren Verwendung von Gleichstrom und bei Sammlerbatterien zur Beseitigung der Explosionsgefahr, bei Flüssigkeitsselbstunterbrechern usw.

Claims (7)

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zur Beseitigung der bei elektrolytischen Zersetzungen entstehenden Gase, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase gesondert aufgefangen und in go Berührung mit den Elektroden eines kurzgeschlossenen Gaselementes gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase in Sammelbehältern aus leitendem Stoff aufgefangen werden, welche miteinander leitend verbunden werden -und dadurch als Elektroden eines kurzgeschlossenen Gaselementes wirken.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur eines der Gase in einem Sammelbehälter aus leitendem Stoff aufgefangen wird, während das zweite in einem über das erste gestülpten größeren Behälter aus beliebigem Stoff aufgefangen wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Entstehung eines der Gase durch einen Depolarisator verhindert wird, und daß das zweite Gas in einem Sammelbehälter aus leitendem Stoff aufgefangen wird, welcher gleichzeitig in Berührung mit dem zersetzten Depolarisator gebracht wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, bei welchem an einer der Elektroden Sauerstoff entwickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man diesen in die freie Luft entweichen läßt, und daß statt dessen neuer Sauerstoff aus der Außen-

luft für den Betrieb des Gaselementes ent- hälter aus katalytischem Stoff hergestellt

nommen wird. oder mit einem solchen überzogen werden.

6. Verfahren nach den Ansprüchen ι

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1

bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die

chemischen Vorgänge durch Katalysator chemischen Vorgänge in dem Gaselement

ren beschleunigt werden, beispielsweise durch Oberflächenentwicklung der Sam-

dadurch, daß einer oder beide Sammelbe- melbehälter beschleunigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

Seron, gedruckt in der reiCHsdruCkere!.