Titel: | Ueber die Anfertigung der Kohlenelemente für Bunsen'sche Batterien; von J. Young. |
Fundstelle: | Band 156, Jahrgang 1860, Nr. LXXIII., S. 279 |
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LXXIII.
Ueber die Anfertigung der Kohlenelemente für
Bunsen'sche Batterien;
von J. Young.
Aus dem Practical Mechanic's Journal, März 1860, S.
310.
Mit Abbildungen.
Young, über die Anfertigung der Kohlenelemente für Bunsen'sche
Batterien.
Bis jetzt bezog man in England die präparirte Kohle für Bunsen'sche Batterien fast ausschließlich vom Continent. Prof. Bunsen gab zur Anfertigung der Kohlenelemente folgende
Vorschrift: „man glüht ein durchgesiebtes Gemenge von beiläufig 1 Theil
völlig ausgeglühten Kohks und 2 Thln. ebenfalls fein pulverisirten möglichst
backenden Steinkohlen bei mäßigem Kohlenfeuer in eisenblechernen Formen; um der
auf diese Art bereiteten Kohlenmasse die nöthige Dichtigkeit zu ertheilen,
tränkt man sie in concentrirter Zuckerlösung, trocknet sie darauf, bis der
Zucker in der Form wieder fest geworden ist, und glüht sie nochmals;
Leitungsfähigkeit und elektromotorische Kraft erlangt die Kohle erst dadurch,
daß man sie in einem mit Kohlenstücken angefüllten, bedeckten, feuerfesten
Gefäße der mehrstündigen Einwirkung einer starken Weißglühhitze aussetzt, was am
leichtesten in einem gewöhnlichen Töpferofen geschieht.“Polytechn. Journal Bd. LXXXIV S. 379. Hr. J.
Young, Ingenieur der Dalkeith Gasanstalt, bemühte sich
vergeblich, nach dieser Vorschrift bei Anwendung der besten Newcastle Kohks und der
vorzüglichsten englischen Backkohle hinreichend dichte und von Rissen freie
Kohlenelemente zu erzielen.
Nach zahlreichen Versuchen fand er, daß die Kohks, welche von der Cannelkohle des
Marquis von Lothian in der Gasretorte zurückbleiben, am geeignetsten sind,
wahrscheinlich wegen des geringen Aschengehalts dieser Kohks, welcher höchstens 7
Proc. beträgt. Die besten Resultate erhielt er mit 64 Gewichtstheilen Kohks und 36
Gewichtstheilen englischer Backkohle, welche pulverisirt, gut gemengt und dann mit
Zuckersyrup oder dünnem Stärkekleister angefeuchtet wurden, bis die Masse, mit der
Hand zusammengedrückt, ihre Form behielt. Der Stärkekleister hatte die Consistenz
eines Schleimes, der Syrup bestand aus 1 Th. Zucker auf 1 1/2 Th. Wasser. Die so
präparirte Mischung wurde fest in Formen von den geeigneten Dimensionen gepreßt und
nach dem Herausnehmen die Kuchen getrocknet. Der Zusatz von Zucker oder Stärke
veranlaßt die Adhärenz der Kohks- und Backkohlen-Theilchen, so daß sie
die Gestalt der Form behalten und nach dem Trocknen einen harten Kuchen darstellen,
welcher dicht in die Verkohkungsform gepackt werden kann. Am besten geschieht das
Ausbrennen oder Verkohlen in einer Gasretorte, in welche man vorher ein wenig Kohle
gebracht hat, um den Sauerstoff der Luft zu verzehren. Die Büchse oder Form, in
welche die Kohlenziegel gepackt wurden, enthielt während des Ausbrennens
gleichzeitig dreizehn Stück. Die Länge der Büchse entsprach der Stärke aller
dreizehn Ziegel, einschließlich der 1/8 Zoll starken Eisenplatten, welche die
einzelnen Ziegel von einander trennten, um ihr Zusammenbacken zu hindern. Die Breite
der Büchse entsprach der Länge der Kohlenziegel, und ihre Tiefe der Breite der
Ziegel. Diese Form mit ihrem Deckel war so construirt, daß die eingeschlossenen
Ziegel während des Ausbrennens zwischen den Platten stark zusammengedrückt werden
konnten, weil sonst in Folge des Aufschwellens der Backkohle (durch die entwickelten
Gase) die Ziegel zu porös ausfallen würden. Die Form mit ihrem Inhalt blieb bei
Heller Kirschrothglühhitze ungefähr anderthalb Stunden in der Retorte; nach dem
Herausnehmen wurde sie bis zum Erkalten mit trockenem Kohlenstaube bedeckt, um das
Eindringen der Luft durch die Ritzen am Deckel herum und deren Einwirkung auf die
Ziegel zu verhindern. Die gebrannten Ziegel haben eine glatte Oberfläche, weil die
Eisenplatten die aus der Backkohle ausschwitzende geschmolzene Masse
zusammenpressen, es fehlt ihnen aber noch die Leitungsfähigkeit und
elektromotorische Kraft, welche ihnen durch das folgende Verfahren ertheilt
werden.
Von hier an ist Young's Verfahren neu; er schließt die
Poren der Kohks dadurch, daß er dieselben mit Steinkohlentheer tränkt und sie dann
ausglüht, also mittelst des aus dem zersetzten Theer freigewordenen Kohlenstoffs.
Die Anwendung des Zuckersyrups wäre zu diesem Zweck zu kostspielig und zu
langwierig, weil er zu wenig Kohlenstoff hinterläßt, daher das Tränken der
Kohksziegel mit Syrup, nachherige Trocknen und Ausglühen derselben zu oft wiederholt
werden müßte. Als der verwendete Syrup aus gleichen Gewichtstheilen Zucker und
Wasser bestand, betrug der fixirte Kohlenstoff nur 13 Proc. der absorbirten
Flüssigkeit, oder 26 Procent des aufgelösten Zuckers. Den anzuwendenden
Steinkohlentheer erhitzt man vorerst auf 150º Cels., um die flüchtigen Oele
abzutreiben, und taucht dann, während er noch heiß ist, die Kohksziegel hinein, bis
sie sich voll gesogen haben und auf den Boden gesunken sind, worauf sie sofort der
Rothglühhitze ausgesetzt werden; der hierbei in denselben zurückgebliebene
Kohlenstoff betrug 32 1/2 Proc. des absorbirten Theers. Ein dreimaliges Eintauchen
in Theer mit jedesmaligem Erhitzen auf eine hohe Temperatur genügt, um die Poren der
Kohksziegel vollständig zu schließen. Vor dem letzten Tränken mit Theer werden die
Kohksziegel auf einem flachen Steine zu der erforderlichen Gestalt geschliffen; zum
Schleifen wendet man ein wenig Wasser an, aber nur so viel, daß es mit dem
abgeschliffenen Kohlenpulver einen Teig bilden kann. Da die Kohlen jetzt noch
absorbirend sind, so saugen sie das Wasser aus dem Teige ein, während das zarte
Kohlenpulver die Poren auf ihrer Oberfläche verstopft und dieselbe dicht macht. Nun
werden die Kohlen nochmals in Theer getränkt und bei hoher Temperatur geglüht,
wornach sie durch Ebnen und Glätten auf einem flachen Steine die letzte Vollendung
erhalten.
Wir wollen nun das ganze Verfahren zusammenfassen und die dabei anzuwendenden
Apparate beschreiben. Angenommen, man habe sich auf oben angegebene Weise eine zum
Formen geeignete Mischung von gepulverten Kohks und Backkohlen hergestellt, so wird
sie zwischen die zwei Stücke E, E der Form Fig. 1 fest hineingeschlagen, wodurch das
Kohlenelement die erforderliche Länge erhält, und die Masse dann an der Oberfläche
glatt gestrichen. Um den Ziegel aus der Form zu nehmen, treibt man den Keil D zurück, wodurch der Ziegel mit den Stücken E, E von C abgelöst wird;
dann trennt man durch einige schwache Schläge die Stücke E,
E vom Ziegel ab, beseitigt dieselben und bringt den zurückgebliebenen
Ziegel an einen warmen, luftigen Ort zum Trocknen. Wenn die Mischung die gehörige
Consistenz hatte, ist die geformte Kohle sehr cohärent und etwas biegsam; wegen des
letztern Umstandes muß man sie auf ein gerades Bret legen, bis sie so hart geworden
ist, daß die Ziegel behufs des völligen Austrocknens in durchbrochenen Schichten über einander gelegt
werden können. Diese getrockneten und daher harten Kohlenziegel verdanken ihre
Cohäsion nur dem als Bindemittel angewandten Zuckersyrup oder Stärkekleister.
Fig. 1., Bd. 156, S. 282
Sie müssen nun verkohlt oder gebrannt werden. Hierzu packt
man sie in eine Büchse oder einen Kasten von der in Fig. 2 dargestellten Form; die Breite dieses Kastens entspricht der
Länge der Kohlenziegel. Zwischen je zwei Ziegeln wird eine Eisenplatte zu dem
früher angegebenen Zweck eingeschaltet, wie es Fig.
2 zeigt.
Fig. 2., Bd. 156, S. 282
Auf die ganze Füllung des Kastens wird dann Kohlenstaub
gestreut und an den Kasten mit einem Hammer geklopft, damit der Kohlenstaub in
die Zwischenräume fällt. Dann wird der Deckel auf den Kasten gelegt, so daß
dessen Ende D der letzten Eisenplatte anliegt, und
ein Keil zwischen dem Ende D und dem vorstehenden
Stück B schwach eingetrieben. Der Deckel ist so
breit, daß er bis zu dem Ende D auf den Seiten des
Kastens aufliegt; die senkrechte Platte D an seinem
Ende aber paßt in den Kasten hinein, daher durch Eintreiben des Keils zwischen
B und D die Ziegel
zwischen den Eisenplatten zusammengepreßt werden. Der Kasten mit seinem Inhalt
kann nun in die Gasretorte gebracht werden, wie es früher beschrieben wurde.
Um die so dargestellten gebrannten Kohlenziegel nach ihrem Tränken mit
Steinkohlentheer auszuglühen, legt man deren 12–20 in einen langen
halbkreisförmigen Trog (eine Rinne) von Eisenblech, welche man, nachdem die
Gasretorte mit Steinkohlen beschickt worden ist, über letztere hineinschiebt, so daß
sie sich zunächst der Decke der Retorte befindet. Der Trog bleibt in der Retorte bis
dieselbe entladen wird, also beiläufig 3 1/2 Stunden. Während dieses Ausglühens
setzt sich auch noch Kohlenstoff aus dem Leuchtgase in den Poren der Ziegel ab. Nach
dem Herausnehmen aus der Retorte werden die Kohlenziegel ausgebreitet, um sie so
schnell als möglich abzukühlen; nach dem Erkalten werden sie schließlich in
beschriebener Weise auf einem Stein eben geschliffen und geglättet.
Young's Kohlenelemente sind sehr kräftig elektronegativ,
von gleichförmiger Structur, und widerstehen der Einwirkung der Salpetersäure
gut.