Einiges aus der angewandten Elektrochemie in den Jahren 1900 und 1901. Von Dr. Franz Peters. Einiges aus der angewandten Elektrochemie in den Jahren 1900 und 1901. A. Stromquellen. Um der in der Litteratur eingerissenen schwankenden Benennung der Elektroden bei Primär- und Sekundärelementen Einhalt zu thun, macht Dr. F. Kirstädter (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde, 1900 Bd. 1 S. 379) den beachtenswerten Vorschlag, man solle bezeichnen die Lösungselektrode oder Bleischwammelektrode oder allgemein die Elektrode, an der bei Stromlieferung die negativ geladenen Ionen ihre Ladung abgeben, als „negative Polelektrode“, dagegen die Ableitungselektrode oder Superoxydelektrode oder allgemein die Elektrode, an der die positiv geladenen Ionen ihre Ladung abgeben, als „positive Polelektrode“. Diese Bezeichnung ist bisher leider nur in den deutschen Patentschriften und in der engeren Fachpresse einheitlich durchgeführt worden. 1. Primärelemente. Für manche Zwecke, z.B. für die Zündungen bei Explosionsmotoren, braucht man nur für eine ganz kurze Zeit Strom. Man wird also während der übrigen Zeit die Elektroden der für die Zündung verwendeten Primärelemente vorteilhaft aus dem Elektrolyten herausbringen, damit sie nicht unnötig schnell aufgebraucht werden. Diesen Gedanken, der schon in den altbekannten Bunsen'schen Tauchbatterien verwirklicht ist, hat in zweckdienlicherer Weise Robert Krayn bei seinem Kippelement zur technischen Ausführung gebracht (D. R. P. Nr. 116837). Das Element ruht zu dem Zwecke in einem Drahtkorb. Dieser ist in einem Drahtgestell derart drehbar gelagert, dass sich der Schwerpunkt des freihängenden Elements, wenn es in Ruhestellung ist (d.h. wenn der Elektrolyt die Elektroden nicht umspült), genügend weit senkrecht unter der Drehachse befindet, um es mit sehr geringem Kraftaufwande um 90° in die Gebrauchsstellung drehen zu können, bei der die Elektroden in den Elektrolyten tauchen. Man übt dazu nur einen Druck auf den Knopf einer Stange aus, die einerseits mit einem vom Korbe ausgehenden Arm, andererseits durch ein Zwischenglied mit einem senkrechten Ansätze des Gestelles gelenkig verbunden ist. Gibt man den Knopf frei, so veranlasst das bei der Drehung seitlich zur Drehachse hervorgerufene Uebergewicht ein selbstthätiges Zurückpendeln in den Ruhestand. Wenn Kohlen, die in galvanischen Elementen gebraucht werden sollen, lange lagern, so werden ihre Poren durch Luft, Feuchtigkeit und Staub mehr oder minder verstopft, ihre Oberfläche also verkleinert. Deshalb geben sie, wenn sie in einem solchen Zustande in den Elektrolyten eingesetzt werden, so lange diese Verstopfung andauert, weniger Strom, als sie in neuem Zustande geliefert hätten. Um diese Uebelstände zu vermeiden, wälzt Johann Lingenhöl (D. R. P. Nr. 122269) die zuvor von fremden Stoffen durch Behandlung mit Säure befreiten Kohlen noch feucht in Salmiakpulver. Werden sie dann über Feuer, das nicht so stark ist, dass der Salmiak verdampft, getrocknet, so sind die Poren durch Salmiak geschlossen. Fremdstoffe können also nicht mehr in die Poren eindringen. Andererseits werden diese sofort wieder frei, wenn die so präparierten Kohlen in die Erregerflüssigkeit des Elements eingesetzt werden. Die für die positive Polelektrode galvanischer Elemente benutzte Kohle leitet zwar die Elektrizität ziemlich gut, lässt aber immerhin im Vergleich zu den Metallen in dieser Hinsicht noch manches zu wünschen übrig, so dass die Stromentnahme nicht so schnell und in so hohem Masse vorgenommen werden kann, wie es bei metallischen Elektroden möglich wäre. Eine Besserung soll man nach Karl Wilhelm Hertel (Englisches Patent Nr. 12 788/1899) erzielen können, wenn man der Kohle eine Metalleinlage, z.B. von Kupferblech gibt. Diese kann gleichzeitig zur Anbringung der Polklemmen und zur Befestigung an dem Deckel des Elements dienen. Elektroden dieser Art benutzt die Firma Hertel und Co. z.B. für ihre Feldtelegraphenelemente (vgl. Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde, 1901 Bd. 2 S. 154). Die Elektroden des 17,5 × 7,5 cm grossen Elements stehen in verdickter Alkalilauge. In die Kohle ist ein durchlöchertes Kupferblechkreuz eingelassen, dessen Höhlungen mit Kupferoxyd als Depolarisator gefüllt werden. Bei 1,2 bis 1,5 Volt Spannung soll das Element nur 0,01 Ohm inneren Widerstand haben und bei Kurzschluss Ströme bis zu 25 Ampère liefern können. Sollen die Elemente möglichst leicht gemacht werden, so kann man nicht Glas- oder Metallgefässe verwenden. Ebonit ist zwar brauchbar, aber nicht allzu billig. Die Versuche, Pappe für diesen Zweck zu benutzen, scheiterten bisher daran, dass man bei ihrer Imprägnation nicht die Erfordernisse der Festigkeit und Elastizität der Aussenwände einerseits und der Säurebeständigkeit der Innenflächen andererseits vereinen konnte. V. Ludvigsen (D. R. P. Nr. 122268) hat dies jetzt dadurch erreicht, dass er das aus 2 bis 3 mm starker roher Pappe hergestellte Gefäss zunächst aussen mit Asphalt anstreicht und dann von innen mit Paraffin durchtränkt. Um den Innenwänden die Fettigkeit und leichte Zerstörbarkeit zu nehmen, überzieht man sie vorteilhaft noch mit Ozokerit oder einem ähnlichen schwer schmelzbaren und verhältnismässig harten Stoff, der mit dem Paraffin verwandt ist und sich infolgedessen vollständig mit ihm vereinigt. Pappe lässt sich auch als Diaphragma in Zweiflüssigkeitselementen benutzen und ist beim Gebrauche von Natronlauge als Elektrolyten den sonst häufig angewandten Porzellan- oder Thoncylindern vorzuziehen, weil letztere in verhältnismässig kurzer Zeit angegriffen und allmählich zerstört werden. Da die Pappe aber leicht aufquillt, bauchig wird und schliesslich zerfällt, muss man ihr einen Halt geben. Zu dem Zwecke überzieht Dr. Jean Pierre Fontaine (D. R. P. Nr. 116412) den aus Papiermasse hergestellten Cylinder aussen dicht mit Webstoff, der ihn gleichzeitig fest gegen einen inneren durchbrochenen Cylinder aus Celluloid oder Hartgummi hält. Dieser ist mit verdünnter Salpetersäure gefüllt. Sie wird an zu schnellem Hineindiffundieren in die ausserhalb der Cylinder befindliche Natronlauge, wodurch sich das Element bald tot arbeiten würde, durch die vorhin erwähnte Gewebeschicht gehindert. Das Diaphragma ist bei aller Festigkeit leicht, so dass man transportable Batterien von geringem Gewichte herstellen kann. Für Elemente nach dem Bunsen-Typus, die mit diesem Diaphragma zusammengesetzt sind, wird z.B. (Englisches Patent Nr. 25011/1899) Zink in Natronlauge und Kohle in Salpetersäure von 36° Bé. gestellt. Man erhält dann 2,55 Volt Spannung. Eine Mischung von 4 Raumteilen Salpetersäure von 36° Bé., 1 Raumteil Schwefelsäure und 5 Raumteilen Wasser gibt 2,35 Volt Spannung. Diese und ähnliche Nitrosegemische sollen beim Arbeiten des Elements keine schädlichen Stickoxyde, sondern statt dieser Ammoniak bilden. Entwickeln sich aus der Salpetersäure bei bestimmten Konzentrationen des Depolarisators Dämpfe, so kann man sie durch Naphtalin unschädlich machen, das oben im positiven Polraume auf einem Porzellanrost angebracht wird. Zwei Laboratoriumselemente von 13 cm Durchmesser und 20 cm Höhe mit je 1 cdm 25 %iger Natronlauge und 1/3 cdm starkem Nitrosegemisch betrieben nach A. Reynier (L'Electricien, 1901 2. Ser. Bd. 21 S. 86) bei Hintereinanderschaltung einen Motorventilator von etwa 2 Ohm Widerstand 18 Stunden lang ununterbrochen mit durchschnittlich 1,35 Ampère bei 4 Volt, d.h. unter Nutzbarmachung von 5,4 Watt. Die Stärke der Elemente änderte sich bei der Entladung um nur 15 %, wobei an Gesamtenergie 50 Watt-Stunden geliefert wurden. Die Kosten für 1 Hekto-Watt-Stunde sollen 0,44 M., die für 1 PS/Std. also etwa 3,20 M. betragen. Schon lange und häufig hat man sich bemüht, die Oberfläche der Kohlenelektrode bei Primärelementen zu vergrössern. Man hat sie z.B. hufeisen- oder sternförmig gestaltet oder sie in einzelne Stäbe aufgelöst. Der Zweck war dabei natürlich immer, die Wirksamkeit des Elements zu erhöhen. Dieses muss in verstärktem Masse erreicht werden, wenn man gleichzeitig darauf sieht, dass möglichst vielen Teilen der positiven Polelektrode möglichst viele der negativen gegenüberstehen. Dieser Forderung ist man früher nur unvollkommen gerecht geworden. Besser ist das Ziel erreicht worden mit der Konstruktion des kürzlich bekannt gewordenen „Reform“-Elements, das von dem verstorbenen A. Pfannenberg erfunden und Emil Rosendorff und M. Loewner durch das D. R. P. Nr. 121933 geschützt worden ist. Bei ihm besteht die Kohlenelektrode aus einzelnen Schenkeln, die mit Depolarisationsgemisch umpresst und oben durch einen Kohlensteg vereinigt sind. Zwischen den Schenkeln ist ein Zinkcylinder so hindurchgebogen, dass er die einzelnen Schenkel in ihrem ganzen Umfange einschliesst. Ist der in den Elektrolyten ragende vom Depolarisator umgebene Teil der Kohlenelektrode nur einmal gespalten, so tritt von dem äusseren Zinkmantel einfach ein von ihm abgebogener Steg durch den Zwischenraum zwischen den beiden Kohlenschenkeln und wird bis zur gegenüberliegenden Seite der negativen Polelektrode durchgeführt. Dieses Ende kann in dem Spalte durch Isolierstücke aus paraffiniertem Holze festgehalten werden. Ich hatte Gelegenheit, zwei nasse Elemente dieser Art, die mindestens 2 Jahre alt waren und schon einige wenige Beanspruchungen ausgehalten hatten, zu untersuchen (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde, 1901 Bd. 2 S. 121). Sie zeigten, als ich sie erhielt, eine elektromotorische Kraft von 1,448 bezw. 1,441 Volt. Wurden sie durch einen äusseren Widerstand von 1 Ohm (ausschliesslich des Widerstandes der kupfernen Leitungsdrähte) geschlossen, so ging die Spannung sofort auf 1,401 bezw. 1,380 Volt herunter, fiel nach 1/2 Stunde auf 1,288 bezw. 1,250 Volt, nach 2 Stunden euf 1,252 bezw. 1,182 Volt, nach 8 Stunden auf 1,139 bezw. 1,036 Volt und betrug bei dem einen nach 22 1/2 Stunden noch 0,870 Volt. Die Stromstärke sank von 1,26 bezw. 1,18 Ampère nach 10 Minuten Stromschluss auf 1,08 bezw. 0,94 Ampère nach 8 Stunden. 5 Minuten nach Aufhören der Entladung war die elektromotorische Kraft 0,983 bezw. 1,100 Volt, nach V2 Stunde bei dem ersten Element 1,021 Volt, nach 14 Stunden bei dem zweiten 1,238 Volt und nach 17 Tagen 1,300 Volt bei dem ersten, 1,400 Volt bei dem zweiten. Johannes Zacharias hat (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde, 1900 Bd. 1 S. 27) bei Kurzschluss 30 bis 35 Ampère erhalten und einen Zigarrenanzünder, der für 0,5 Ampère und 6 Volt gebaut war, wochenlang mit acht hintereinander geschalteten Reformelementen betreiben können. Er hat auch ein Trockenelement dieser Type untersucht. Nach demselben Grundsatze wie das Reformelement ist ein Element der Elektrizitäts-Aktiengesellschaft Hydrawerk (D. R. P. Nr. 108964) konstruiert. Nur besitzt letzteres ausser dem äusseren noch einen inneren Zinkcylinder. Um diesen aufnehmen zu können, muss naturgemäss die Kohlenelektrode in ihrem unteren Teil einen hohlen Cylinder bilden, in dessen Wandungen dann die Einschnitte zum Hindurchführen der Verbindungsstege der beiden Zinkcylinder angebracht werden. Beim Reformelement ist dagegen der Kohlencylinder ursprünglich voll. Hieraus erhellt, dass die einzelnen Kohlenschenkel beim Reformelement stärker als beim Hydraelement sein müssen. Von verschiedenen derartigen Hydraelementen Type A, die ich untersuchte (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde, 1901 Bd. 2 S. 133), zeigte das beste eine elektromotorische Kraft von 1,552 Volt. Bei der Entladung mit 1 Ohm Widerstand im äusseren Stromkreis sank die Spannung sofort auf 1,420 Volt, betrug nach V2 Stunde 1,156 Volt, nach 2 Stunden 1,021 Volt, nach 5 Stunden 0,937 Volt, nach 24 Stunden 0,595 Volt. Die Stromstärke war nach 10 Minuten Stromschluss 1,14 Ampère, nach 5 Stunden 0,86 Ampère. Der innere Widerstand betrug nach der Entladung 0,200 Ohm. Die elektromotorische Kraft des so beanspruchten Elements erholte sich in 5 Minuten auf 0,740, in 1 Stunde auf 0,801, in 1 Tage auf 1,020 und in 22 Tagen auf 1,361 Volt. Die Zinkstege der nassen Elemente werden in den Schlitzen durch isolierende Plättchen gehalten, die entweder aus einzelnen Stücken bestehen oder als Lappen an einem gemeinsamen Ringe angeordnet sind. Bei Trockenelementen mit innerem Flüssigkeitsvorrat schliessen die zu beiden Seiten der Stege eingefügten Isolierstreifen die Schlitze. Charles Jollivet (Französisches Patent Nr. 295887) bringt in dem unteren Teile des Elementengefässes eine horizontale Grundscheibe aus Kohle an, die durch radiale Einschnitte in eine grosse Zahl dünner Blätter zerteilt wird. Rings herum bleibt ein voller Kranz stehen, auf den senkrechte Kohlenstifte aufgeschraubt werden. Die positive Polelektrode ist seitlich und unten von einem porösen Gefäss umgeben, in dem sich Natriumnitratlösung befindet. Auf der Kohlengrundscheibe liegt eine siebartig durchlöcherte Platte aus Ebonit oder Kohle, die Verstopfung der Bohrungen durch Salzausscheidungen verhindert. Die negative Polelektrode liegt unter der positiven und besteht aus einer Schale aus amalgamiertem Kupfer, in die man Zink bringt. Dieses ist von Salzsäure umgeben. Die Erzeugung von 1 Ampère-Stunde soll 0,08 Pf. kosten. Da nun die elektromotorische Kraft 1,8 Volt und die nutzbare Spannung bei geschlossenem Stromkreise 1,5 Volt beträgt, so würde 1 Kilo-Watt-Stunde sich auf 0,53 M. stellen. Dabei ist angenommen, dass man das beim Arbeiten des Elements erzeugte Zinkchlorid verkaufen kann. Sieht man davon ab, so kommt 1 Kilo-Watt-Stunde auf 1,33 M. zu stehen. Neben Leclanché-, Bunsen- und anderen seit langem bekannten Primärelementen sind in den letzten Jahren Elemente mit Kupferoxyd und Zink in Kalilauge immer mehr in Aufnahme gekommen. Bei ihnen geht während der Entladung das Kupferoxyd erst in Oxydul und dann in metallisches Kupfer über. Dieses ist in poröser Form vorhanden und kann beim Erhitzen durch den Luftsauerstoff leicht wieder in das Oxyd übergeführt werden, so dass die positive Polplatte stets regenerierbar ist. In Deutschland bringt die Firma Umbreit und Matthes solche Zellen unter der Bezeichnung „Cupron“-Elemente in den Handel. Erfahrungen, die er mit verschiedenen von diesen machte, veröffentlichte Dr. Eduard Jordis (Zeitschrift für Elektrochemie, 1901 Bd. 7 S. 469). Eine Batterie von zehn Elementen Type III hat praktisch bei ununterbrochener Benutzung mindestens 2000 Ampère-Stunden Kapazität, bei dauernder noch etwas mehr. Neben diesem Vorteil haben die Elemente den, dass sie ausserordentlich konstant sind. Als Nachteile sind hervorzuheben: die niedrige elektromotorische Kraft von 0,8 bis 0,82 Volt und eine massige Orts Wirkung am Zink. In der Ruhe geht nämlich nach und nach Kupfer als Oxydul in Lösung und scheidet sich dann auf dem Zink ab. Dieses örtliche Element Kupfer-Zink trägt zur Erschöpfung des Hauptelements aus bekannten Gründen bei. Das gelöste Kupfer dadurch unschädlich zu machen, dass man als Fällungsmittel dem Elektrolyten von Anfang an Natriumsulfid oder Natriumthiosulfat zusetzt, gelingt nur vorübergehend. Besser nimmt man deshalb bei längerem Nichtgebrauche die Zinkplatten heraus. Da der Elektrolyt, die Kalilauge, aus der Luft leicht Kohlensäure anzieht und dadurch unwirksamer wird, schliesst man ausserdem die Gefässe durch aufgelegte gefettete Glasplatten ab. Zur Regenerierung laugt man die Zink- und Cupronplatten zunächst gesondert in fliessendem Wasser aus, bürstet den leicht entfernbaren Schlamm ab und erhitzt sie noch nass auf etwa 150°. Dabei wird einerseits Kupferoxyd zurückgebildet und zerfallen andererseits die Zinkatkrystalle zu einem leichten Pulver von Zinkoxyd und Natriumkarbonat, das sich mit einer weichen Bürste und etwas Wasser sehr leicht entfernen lässt. Zur Stromabführung von den Cupronplatten schob Jordis nahe der Kante Kupferdrähte durch und verlötete sie parallel zu jener. Die Lötstellen dürfen nicht in die Lauge kommen. Zum Montieren der Batterie dienten durchlochte Kupferschienen. Um den Angriff des Depolarisators in Kupferoxydelementen gleichmässiger zu gestalten und eine leichte Kontrolle der Aufarbeitung der Elemente zu gestatten, haben Charles B. Schoenmehl (U. S. P. Nr. 663937, 663 938, 664006, 664007, 664008) und Robert E. Hall (U. S. P. Nr. 665679) verschiedene Konstruktionen angegeben, deren nähere Erläuterung hier zu weit führen würde. Ihre Ausführung hat sich die Waterbury Battery Company gesichert. Der Depolarisator bei den gewöhnlichen Elementen besteht aus einem Gemenge von Braunstein und Kohlenstoff (meist in der Form von Graphit). In dem Trockenelement „Constans“ von Laroche ist er (L'Ingén, franç., 1901 Bd. 6 S. 185) noch mit einer konzentrierten Kaliumpermanganat- und Salmiaklösung getränkt. Die negative Polelektrode besteht aus einzelnen Zinkröhren, die in dünnes Pergamentpapier eingehüllt, innen lackiert und mit Schwammstücken und einer wässerigen Salmiakpaste gefüllt sind. Alexis Turnikoff und Graf Anatole v. Nesselrode nehmen (D. R. P. Nr. 122270) als Depolarisator ein Gemisch von 1 Teil Graphit und 2 Teilen Kaliumpermanganat. Letzteres wird mit einer Mischung aus einer gesättigten Kaliumchloratlösung und gleichviel einer 50 %igen Lösung von Formaldehyd oder einem anderen Aldehyd durchtränkt. Das Kaliumchlorat soll die depolarisierende Wirkung erhöhen, der Aldehyd die Entwickelung von freiem Chlor verhindern, wenn das Element durch Ladung im umgekehrten Sinne regeneriert wird. Vor einiger Zeit habe ic( (D. R. P. Nr. 98434) die Verwendung von Persulfaten als Depolarisatoren und zur Erhöhung der depolarisierenden Wirkung anderer Stoffe, sowie zur Vergrösserung der elektromotorischen Kraft von Elementen vorgeschlagen. Kürzlich veröffentlichte ich (Centralblatt für Akkumulatoren- und Elementenkunde, 1901 Bd. 2 S. 269) einige Versuche mit diesen Elementen. Zunächst wurde ein Trockenelement L, das 175 g des gewöhnlichen Braunsteingraphitgemisches enthielt, mit einem anderen P verglichen, dessen Depolarisator noch 30 g Ammoniumpersulfat beigemischt waren. Zwei Tage nach der Herstellung betrug die elektromotorische Kraft bei L 1,552, bei P 2,040 Volt. Wurden die beiden Elemente durch je 20 Ohm äusseren Widerstand geschlossen, so ging die Spannung bei L auf 1,520, bei P auf 1,985 Volt herab. Bei gleich langer Dauer der von längeren Ruhepausen unterbrochenen Entladung fiel die Spannung bei L auf 1,440, bei P auf 1,950 Volt. Wurde dann ohne Unterbrechung weiter entladen, so war die Spannung bei Element L P nach 1 Stunde 1,370 1,850 Volt,     „    6 Stunden 1,303 1,795 „ Nach Oeffnung des Stromkreises erholten sich die Elemente in solchem Masse, dass die elektromotorische Kraft betrug bei Ehement L P nach ½ Stunde 1,348 1,895    „      1       „ 1,355 1,920    „    15 Stunden 1,410 1,990 Die Braunsteinpersulfatelemente werden also besonders brauchbar sein, wenn der Widerstand im äusseren Stromkreis ziemlich hoch ist, und wenn die Ruhepausen länger sind als die Zeiten der Beanspruchungen. Ganz ähnliche Ergebnisse wie oben wurden erzielt, wenn die Persulfatmenge nur 5 bis 10 % des übrigen Depolarisationsgemisches ausmachte. Ein solches Element, das einen Tag nach der Herstellung eine elektromotorische Kraft von 2,057 Volt besass, ging bei 24tägigem Stehen in der Ruhe auf nur 1,900 Volt herab. Noch deutlicher als bei den Braunsteinelementen wirkt bei den Bleisuperoxydelementen der Zusatz von Persulfaten depolarisationserhaltend und -erhöhend. Während bei diesen und anderen Elementen auf Beseitigung der bei der Entladung auftretenden Wasserstoffpolarisation hingearbeitet wird, will Dr. Karl Kaiser (D. R. P. Nr. 114740) daneben auch die Sauerstoffpolarisation vernichten. Dies erreicht er durch Einführung fester, flüssiger oder gasförmiger Kohlenwasserstoffe in die alkalische Erregerflüssigkeit. Der Wasserstoff wird durch gelöstes Eisenoxydhydrat allein oder zusammen mit Braunstein unschädlich gemacht. Die Elektroden bestehen aus Kohle. Die als Beispiel angeführten Elemente zeigen elektromotorische Kräfte von nur 0,75 bis 1,2 Volt. Statt einer Lösung von Eisenoxydhydrat in Eisenchlorid kann man als depolarisierende Flüssigkeit auch eine Lösung von Aluminiumhydroxyd in Aluminiumchlorid verwenden (D. R. P. Nr. 115753), Bei Kupfer-Zinkelementen hat man schon vor längerer Zeit zum Depolarisieren heisse Luft vorgeschlagen. Man liess sie von der Aussenseite wirken oder trieb sie durch den Elektrolyten. Besser soll es nach Angaben der Société d'Etude des Piles Electriques (D. R. P. Nr. 109 845) sein, sie in das Innere der Kupferelektrode einzuführen. Zu dem Zwecke geht von einer Druckpumpe eine Röhre aus, die sich in vertikale Leitungen gabelt. Jede von diesen hat unten einen rechtwinkligen Fortsatz. Aus dessen Oeffnungen strömt die heisse Luft gleichmässig in einen flachen Kasten aus Kupferdrahtnetz oder fein durchlöcherten Kupferblechen und vernichtet die daran sich ansetzenden Wasserstoff Wäschen. Bei diesem Einführen von Luft blähen die Kupfersäcke, die aussen mit grossmaschigen Kupferdrahtnetzen belegt sind, sich auf und treiben die Flüssigkeit zurück, die sich in unmittelbarer Berührung mit ihnen befindet. Beim Zusammensinken saugen sie eine neue Menge des Elektrolyten an, so dass beständig neue Teile des letzteren den Elektroden zugeführt werden. Jede Kupferelektrode ist von zwei Zinkplatten umgeben, die mit Pergamentpapier und einer dicken Schicht Asbest bedeckt sind. Gleichzeitig mit der heissen Luft kann man nach Henri de Rufz de Lavison (D. R. P. Nr. 112712) in die positive Maschenpolelektrode heisse Erregerflüssigkeit einströmen lassen. Je lebhafter dies geschieht, um so geringer braucht die zugeführte Luftmenge zu sein. Die zum Aufsaugen des Elektrolyten in den sogen. Trockenelementen bisher angewandten Stoffe zeigen verschiedene Nachteile. Die Chemische Fabrik vorm. Goldenberg, Geromont und Co. empfiehlt deshalb (D. R. P. Nr. 109 016) an ihrer Stelle die als „Factis“ bekannten Kautschukersatzstoffe zu benutzen. Diese Substanzen, die durch Einwirkung voj Chlorschwefel auf pflanzliche fette Oele entstehen, sollen mit hoher Widerstandsfähigkeit gegen saure und neutrale Lösungen und grosser Aufsaugungsfähigkeit immerwährende Elastizität verbinden, so dass die Masse nie dauernd von den Elektrodenplatten abgedrückt werden kann. Sie wirken ausserdem als Puffer, der plötzliche Gasentwickelungen für das äussere Gefäss oder den Verschluss unschädlich macht. Wegen der grossen Aufsaugefähigkeit der Factis braucht das Element nicht hermetisch verschlossen zu werden. In den Gasketten, z.B. solchen mit Wasserstoff und atmosphärischem Sauerstoff, benutzt Andrew Plecher (U. S. P. Nr. 655110) zur Vereinigung der beiden Gase fein verteiltes Platin oder ähnliche Kontaktsubstanzen. Sie durchsetzen die Wandungen unten offener Thongefässe, die innen, wo Wasserstoff einströmt, und aussen, wo Berührung mit der Luft vorhanden ist, mit je einer Platindrahtnetzelektrode belegt sind. Zur Beschleunigung der Vereinigung der Gase dient ein Induktionsstrom. Er treibt auch das bei der Verbindung von Wasserstoff und Sauerstoff entstehende Wasser aus den Poren der Thongefässe und verhütet Polarisation. Ein Elektrolyt ist schädlich, da er die wirksame Oberfläche des fein verteilten Metalls verringert. Das entstehende Wasser kann man verdampfen, wenn man trockene Luft oder trockenes Gas um die Zelle leitet. In Elementen, in denen die Elektrizität durch die oxydierende Einwirkung eines geschmolzenen Salzes auf ein geschmolzenes Metall erzeugt wird, brachte man bisher die Substanzen durch äussere Heizung zum Schmelzen. Besser nutzt man die Wärme aus und erreicht eine der Natur des Salzes mehr anzupassende Regulierung der Temperatur, wenn man nach dem Vorschlage von William Stepney Rawson (D. R. P. Nr. 114487) von innen durch Einblasen eines Gemenges von Kohlenwasserstoffen und Sauerstoff heizt. Dabei müssen erstere, namentlich wenn das Element Blei oder ein anderes leicht oxydierbares Metall enthält, im Ueberschusse vorhanden sein. Das äussere Gefäss bestand bisher meist aus Eisen. Dieses ist natürlich nicht allzu haltbar und gibt ausserdem einen Teil der zugeführten Hitze durch Strahlung nach aussen ab. Heizt man von innen, so lässt sich das Eisen gut durch Magnesiasteine ersetzen, die die Wärme schlecht leiten. Die Brennstoffzufuhr lässt sich deshalb fast genau dem Strombedarf anpassen. Bei einer Ausführungsform des Elements befindet sich in jenem äusseren Gefässe geschmolzenes Blei oder Antimon, in das die Kohlenwasserstoffe (Leuchtgas, Generatorgas, Wassergas, Petroleum u.s.w.) eingepresst werden. Gleichzeitig mit diesen wird durch ein anderes Rohr Luft eingeführt. Die durch die Vereinigung beider Gase entstehende Gebläseflamme schmilzt das Blei oder hält es geschmolzen. In dem Metallbad steht eine poröse Zelle, die aus einem Brei von Magnesia und Borsäurelösung bei heller Weissglut gebrannt ist. Sie enthält (U. S. P. Nr. 650274) ein Gemisch von Kaliumbichromat, Chromsesquioxyd und Aetzalkali mit oder ohne Zusatz von Bleioxyd, das durch das Metallbad geschmolzen gehalten und durch Einblasen von Luft regeneriert wird. Als Elektrodenmaterial dient Eisen. Die elektromotorische Kraft des Elements beträgt 1 bis 1,3 Volt. Auf 1 qdm eingetauchte Oberfläche des porösen Gefässes soll man etwa 4 Watt erhalten. Einzelanordnungen bei derartigen Konstruktionen sind noch durch das Englische Patent Nr. 24570/1898 bekannt geworden. Für Thermoelemente hat Joseph Matthias eine Reihe von Konstruktionen (Ungarisches Patent Nr. 15978; U. S. P. Nr. 641214, 652436 und 652437) angegeben, durch die erreicht werden soll, dass die aus verschieden harten Stoffen hergestellten Elektroden nicht zerbrechen können, dass durch ihre eigenartige Form und Anordnung der Widerstand auf ein Minimum reduziert wird, dass in einem verhältnismässig kleinen Raume viel Elemente vereinigt und dass die Elektroden entsprechend gekühlt werden können. Andere Thermosäulen, bei denen die inneren Kühlröhren zugleich als Stromendigungen und Stromverbindungen dienen, beschreiben Ernest F. Yost und William H. Smith (U. S. P. Nr. 660138 und 660139), sowie Louis Siegfried Langville (Englisches Patent Nr. 12249/1900). Die Zelle hat keine dem Abbrechen oder der Verletzung ausgesetzten, vorspringenden Teile. Die Stellen, die erhitzt oder abgekühlt werden sollen, sind vor Korrosion durch die Atmosphäre geschützt. Die Heizstelle ist so konstruiert, dass Ausdehnung und Zusammenziehung der Zellenkörper sich ausgleichen, ein Reissen also nicht eintreten kann. Um die Herstellung der Säule zu erleichtern, gibt Jesse Oliver (U. S. P. Nr. 660305) den Elementen Spiralform. Jede Windung besteht auf einer Seite aus einer positiven Legierung aus 2 Teilen Antimon, 1 Teil Zink und 2 % Aluminium, auf der anderen aus einer negativen Eisen- oder Stahldrahtlitze. Die gleichnamigen Stücke sind voneinander isoliert, so dass Selbstinduktion vermieden wird. Zur Verhinderung von Induktion zwischen den positiven und den negativen Stücken wird zwischen ihnen isoliert ein flacher Eisen- oder Metallring angebracht. Die äussere Kühlung durch Strahlung kann durch Wasserzirkulation oder Verdunstung von Feuchtigkeit vergrössert werden. Die Wärme wird durch Fransen, die an die negativen Teile angesetzt werden, besser ausgenutzt. Wichtig für die gute Wirksamkeit einer Thermosäule ist vollkommener Kontakt zwischen den Elektroden. Um ihn auch bei wechselnden Temperaturen innig zu erhalten, werden die Enden der negativen Litzen mit einem Lot aus 2 Teilen Zinn, 1 Teil Wismut, 1 Teil Blei und ¼ Teil Aluminium überzogen. Dann giesst man die positiven Elektroden so herum, dass quer über sie die negativen Enden gehen, damit die Kontaktfläche möglichst gross wird. Mit dieser Thermosäule soll man bei demselben Brennstoffverbrauch eine grössere Wirksamkeit als mit anderen erzielen können. Ein Ring aus 30 Elementen von 13,5 cm Durchmesser und 1,25 cm Dicke gibt 1,8 Volt und 2 Ampère ohne künstliche Kühlung bei Erhitzung durch einen einfachen Brenner. Leon Bénier (Englisches Patent Nr. 8985/1901) setzt die Thermosäule aus Platten zusammen. Die „Generatorplatten“, welche ein Thermoelement bilden (z.B. aus Antimon und Wismut), werden durch seitlich von ihnen angeordnete Platten aus Kupfer, Eisen u.s.w. erhitzt oder abgekühlt. Alle Teile, die sich nicht berühren, sind isoliert. Folgt z.B. auf eine heisse Platte eine aus Antimon, darauf eine kalte Platte, danach eine aus Wismut u.s.f., so geht der Strom von Antimon nach Wismut in die heissen Platten und von Wismut nach Antimon in die kalten. Die Generatorplatten können durch Einstampfen von Metallpulver hergestellt werden. Diese Art von Thermosäulen soll Wärme in elektrischen Strom unter wenigstens so günstigen Bedingungen wie die besten Dampfmaschinen umwandeln. Kupfersulfür ist schon vor langer Zeit zur Herstellung von Thermoelementen vorgeschlagen worden. Will man aber eine hohe elektromotorische Kraft erzielen, so trifft man auf die Schwierigkeiten: 1. das Kupfersulfür in vollständig homogener Form, von möglichst geringem elektrischem Widerstände und von konstanter elektromotorischer Kraft bei gegebener Temperatur zu erhalten; 2. das Kupfersulfür in guten Kontakt mit dem durch die Hitze unzerstörbaren Metall zu bringen und allen zufälligen oder nutzlosen Widerstand für den Stromdurchgang zu vermeiden. Diese Schwierigkeiten wollen Eugene Hermite und Friend Cooper (Englisches Patent Nr. 2835/1901) auf folgende Weise umgehen: Sie erhitzen einen Kupferstab, der entsprechend der Form des späteren Thermoelements bearbeitet und oben mit einem von Kupferdraht umgebenen Messingdraht umwunden ist, auf Rotglut, hängen ihn in Schwefeldampf, so dass sich eine Kupfersulfürhülle bildet, und ziehen aus dieser den unveränderten Kupferstab heraus. An der entstandenen Kupfersulfürröhre ist der Messingdraht durch Kupfersulfür angelötet. Zur Erhitzung der Kontaktstelle mit dem Messing wird in, die Kupfersulfürröhre ein Stahlstab eingeführt, der am äusseren Ende erhitzt wird. Das entgegengesetzte ist mit Schraubengewinde versehen, um die Ausstrahlung der Wärme zu erleichtern. (Fortsetzung folgt.)