Ueber die elektrischen Accumulatoren; von Prof. Dr. Stefan Schenek und Prof. Stefan Farbaky. Schenek und Farbaky, über die elektrischen Accumulatoren. Zur Beleuchtung der Hör- und Zeichensäle der Berg- und Forstakademie zu Schemnitz in Ungarn wurde das elektrische Glühlicht im J. 1883 versuchsweise verwendet, wobei den elektrischen Strom eine entsprechende Bunsen'sche Batterie lieferte. Die allbekannten Vortheile dieser Beleuchtungsweise reiften in uns den Entschluſs, das elektrische Glühlicht im ganzen akademischen Gebäude einzuführen. Die Frage aber, ob die Glühlampen mit Dynamomaschinen unmittelbar oder mit Accumulatoren gespeist werden sollen, wurde bald zu Gunsten der letzteren entschieden. Die völlig gleichförmige, nicht im Mindesten wechselnde, jedoch regulirbare Lichtstärke, die Möglichkeit der augenblicklichen und vollkommen Scheren Instandsetzung der Beleuchtung, der Umstand, daſs bei der Verwendung der Accumulatoren eine oder alle Lampen auf einmal ohne Nachtheil benutzt werden können, ferner das bequeme Laden der Accumulatoren bei jeder Tageszeit, die Möglichkeit der Umwandelung von nochgespannten dynamischen Strömen in beliebige Quantitätsströme zur Entladung u.s.w. führten uns zu dem Entschlusse, die Beleuchtung nur mittels Accumulatoren einzuführen. Der hohe Anschaffungspreis derselben einerseits und die Unsicherheit bei den Angaben über die Leistungsfähigkeit andererseits machten es wünschenswerth, daſs wir kräftige und andauernd wirkende, auch faltbare Accumulatoren in den akademischen Laboratorien in eigener Regie anfertigen. Die Literatur lieferte in dieser Richtung so wenig Anhaltspunkte, daſs wir gezwungen waren, unsere Studien von Grund aus zu beginnen. Nach Ablauf eines Jahres verfügten wir schon über 90 Stück Accumulatoren, mit welchen ein Theil der akademischen Räume mit dem besten Erfolge beleuchtet wird; 30 Stück arbeiten seit 6 Monaten im Universitätslaboratorium zu Budapest und 30 Stück bei der Landesausstellung daselbst.Eine kurze Beschreibung unserer Accumulatoren folgt im Verlaufe dieser Abhandlung. Unsere Studien in dieser Richtung führten uns zu so überraschenden Praktischen Ergebnissen, daſs wir es als ein Versäumniſs ansehen würden, wenn wir unsere Errungenschaften einem weiteren Kreise vorenthielten. Die Wirkungsweise der Schwefelsäure beim Laden und Entladen der Accumulatoren. Bei dem Entladen der Accumulatoren wurde schon öfters beobachtet, daſs der Säuregehalt aufs Mindeste herabsinkt, gleichzeitig aber auch der Accumulator zu wirken aufhört. Wird im Accumulator sodann die neutralisirte Säure mit frischer 10procentiger Schwefelsäure ersetzt, so beginnt derselbe neuerdings zu wirken und man kann dem Accumulator noch namhafte Mengen an Energie entnehmen. Beim Laden des Accumulators bemerkt man das Gegentheil; es wird allmählich der Procentgehalt an Säure immer gröſser und gröſser und erreicht derselbe seinen Höchstwerth, wenn der Accumulator vollkommen geladen ist. Es ist demnach Thatsache, daſs beim Laden der Accumulatoren, d.h. beim Aufspeichern von elektrischer Energie, Säure frei gemacht und andererseits beim Entladen, also bei der Abgabe an Energie, Säure wieder gebunden wird, oder mit anderen Worten: es werden beim Laden die Sulfate des Accumulators zersetzt, wobei Schwefelsäure frei gemacht, und beim Entladen die Sulfate neuerdings gebildet, wo die Schwefelsäure wieder gebunden wird. Das Verhältniſs aber, in welchem die aufgespeicherte Energie zur frei gemachten Säurenmenge einerseits und die abgegebene Energie zur gebundenen Säurenmenge andererseits steht, war bisher unbekannt. Um nun diese Frage zu lösen, wählten wir einen Accumulator unseres Systemes, welcher schon vor 3 Monaten formirt und seit dieser Zeit jeden Tag geladen und Abends zur Beleuchtung verwendet wurde. Der Behälter für die Accumulatorplatten bestellt hierbei aus einem mit Blei gefütterten Kistchen, 295mm lang, 200mm tief und 115mm weit, dessen Inhalt demnach 6l,785 beträgt. Das Skelett der Platten besteht aus gegossenen, vergitterten Bleirahmen, von welchen 4 als positive und 3 als negative Platten wirken; ihr Gesammtgewicht beträgt im ungefüllten Zustande 6k,76, rund 7k. – Zur Füllung der positiven Platten verwenden wir ein Gemisch aus Mennige und Bleiglätte zu gleichen Theilen und zu den negativen Platten reine Bleiglätte. Beide Füllmassen werden dem Gitterrahmen derartig einverleibt, daſs durch geeignete Volumenvergröſserung und dadurch zu Stande gebrachte gröſsere Porosität der wirksamen Säure der Zutritt und Austritt, mithin die Diffusion bei verschiedenen specifischen Gewichten, möglichst erleichtert wird. Auch ist dafür Sorge getragen, daſs die weniger gut leitende positive Masse besser leitend gemacht wird. Diese Platten werden nun vollkommen isolirt im Bleikästchen unverrückbar eingepaſst, die 4 positiven Platten für sich und die 3 negativen ebenso mit einem 8mm dicken Bleistabe vereinigt. Das Volumen der gefüllten 7 Platten beträgt 2l,82; das Gewicht derselben ist 14k,74, rund 15k. Das Volumen der verdünnten Säure beträgt 2,8 bis 3l. Im vollkommen formirten und geladenen Zustande konnte man diesem Accumulator mit constanten 5 Ampère Strom 232 Stunden-Ampère oder – für je 1 Stunden-Ampère = 720mk gerechnet – eine Arbeitsleistung von 167000mk entnehmen, d. s. für je 1k Plattengewicht 11130mk. Mit diesem Accumulator haben wir unsere Versuche begonnen und wurde zu diesem Zwecke derselbe zuerst möglichst entladen, dann mit einem Saugheber daraus die Säure möglichst vollkommen entleert und zwar dadurch, daſs wir dem Accumulator nach jener Ecke hin, wo sich die Einfluſsmündung des Saughebers befand, eine geneigte Stellung gaben. In 10cc der gut durchgemischten Säure wurde der Gehalt an Hydrosulfat in Gramm bestimmt, das Gewicht der verdünnten Säure abgewogen und notirt, wobei die zur Analyse entnommenen 10cc Säure mit einer gleichwerthigen ersetzt und sodann in den Accumulator zurückgegossen wurden. Als Ladungsstrom benutzten wir 4 Bunsen'sche Elemente gröſster Sorte in der Art, daſs wir in der ersten Versuchsreihe beim 1., 2. und 3. Versuche die Elemente nach einander schalteten, beim 4. und 5. Versuche die Elemente zu 2 + 2 und beim 6. Versuche wie im Anfange schalteten. Zum Messen der Stromstärke benutzten wir ein Siemens'sches Torsionsgalvanometer. Jeder Versuch dauerte 3 Stunden; nach Ablauf dieser Zeit wurde der Accumulator jedesmal entleert, die Säuremenge gewogen, dann sehr gut durchgemischt und in 10cc der Gehalt an Schwefelsäure in Gramm nach dem Titrirverfahren wieder bestimmt. Nach Beendigung dieser Arbeit wurde die Säure in den Accumulator zurückgegossen, das Laden mit obiger Batterie so lange (18 Stunden hindurch) fortgesetzt, bis nicht eine stürmische Gasentwickelung eintrat und wir annehmen konnten, daſs der Accumulator vollkommen geladen sei. Die erste Versuchsreihe ergab folgende Zahlen: I a) Die Ladung des Accumulators. Versuchszahl ZeitdauerStunden Ampère imDurchschnitte Stunden-Ampère Säuergehaltg in 100cc Gewicht derverdünntenSäure g Gehalt anH2SO4 in g FreigemachteH2SO4 g Gasentwicke-lung 0 0 Beginn8,24 Beginn2960 231,7 0 1 3 zu4 Elem. 26,88 80,64 13,62 3029 379,8 148,1 2 3 zu4 Elem. 29,00 87,00 19,69 3114 546,0 166,2 3 3 zu4 Elem. 26,90 80,48 25,38 3190 700,0 154,0 4 3 zu 2 + 2Elem. 16,20 48,60 29,34 3225 802,2 102,2 Schwach 5 3 zu 2 + 2Elem. 20,73 62,19 31,85 3258 873,3   71,1 Bedeutend 6 3 zu4 Elem. 25,63 76,78 32,53 3233 878,1     4,8 Stürmisch Mittel Summe Zunahme Gesammt-zunahme Gesammt-zunahme – 24,22 435,79 24,29g     273g – 646,4 Hieraus ist zu entnehmen: Beim Beginnedes Ladens Am Endedes Ladens Gewichts-zunahme Gewicht der verdünnten Säure 2960g 3233g    + 273g Gehalt an Hydrosulfat (H2SO4) in 100cc          8,24         32,53    +   24,29 Gewicht an Hydrosulfat (H2SO4)     231,7     878,1    + 646,4 Der Ladungsstrom hatte Mittel 24,22 Ampère. Verwendet wurden zum Laden zusammen 435,79 Stunden-Ampère. Bis zu Ende des 4. Versuches war die Zunahme an frei gemachter H2SO4 ziemlich proportional der zum Laden verwendeten Stunden-Ampère; wir finden die Mittelzahl von 1g,82 frei gemachter H2SO4 für Stunden-Ampère Ladungsstrom. Gegen das Ende des 4. Versuches begann schon eine schwache, während des 5. Versuches eine lebhaftere und beim 6. Versuche eine stürmische Gasentwickelung, wobei gegen Ende des letzten Versuches bereits Knallgas entwickelt wurde. Bei den ätzten zwei Versuchen war die Zunahme des Gehaltes an freier H2SO4 schon bedeutend geringer und die Gewichtszunahme für H2SO4 nur mehr 71g,1 und 4g,8. Die zum Laden verwendete Energie wurde somit bei den letzten zwei Versuchen schon wenig aufgespeichert, d.h. nicht mehr zum Zerlegen der Sulfate in den Accumulatorplatten, sondern gröſstentheils zum Zersetzen von Wasser verwendet. I b) Die Entladung des Accumulators. Versuchs-zahl ZeitdauerStunden AmpèreMittelzahl Stunden-Ampère Säuer-gehalt gin 100cc Gewicht der ver-dünntenSäure g Gehalt anH2SO4 g GebundenwurdeH2SO4 g 123   4  3½1522½ 028,4825,76  6,15Mittel20,13 0113,92  90,18  92,25Gesammt296,35 Beginn34,1226,3619,7810,93Gebundenwurden23g,19auf 100cc Beginn3128300128892718Verbrauchtwurden410g 884,4680,6508,6277,8 0203,8172,0230,8Gebundenwurden606g,6 Auf 1 Stunden-Ampère wurdengeb. 2g,04 H2SO4 Vergleicht man das Gewicht der zu Ende des Versuches 1 a frei gemachten Accumulatorsäure in der 6. Spalte mit dem Gewichte der frei gemachten H2SO4 in der 8. Spalte, so findet man bei letzterer 373g,4 mehr. Im ersten Augenblicke wäre man geneigt anzunehmen, daſs die beiden Gewichtszunahmen einander gleich sein sollten; überlegt man aber den Vorgang im Accumulator, so kommt man zur Ueberzeugung, daſs die beiden Gewichtszunahmen verschieden sein müssen. Als Hauptgrund ist die chemische Wirkung anzunehmen. Es wird durch den Ladungsstrom das Bleisulfat zersetzt und SO4 abgeschieden; dieses kann für sich allein nicht bestehen und entzieht einem Molekül Wasser 2 Atome Wasserstoff, um damit H2SO4 zu bilden, und das dabei frei werdende Atom Sauerstoff verbindet sich mit dem PbO der positiven Accumulatorplatten, um damit die hochoxydirte Bleiverbindung zu liefern. Für jedes Molekül frei gewordener H2SO4 muſs demnach 1 Atom Sauerstoff als Abgang in Rechnung gebracht werden. Es ist nicht unwahrscheinlich, daſs das auf elektrischem Wege zu Stande gekommene Bleihyperoxyd auſserdem noch 1 Mol. Wasser als Hydratwasser bindetUntersuchungen in dieser Richtung sind im Gange und wir werden seiner Zeit über das Ergebniſs Bericht erstatten. womit dann auch der Abgang ganz genügend erklärt wäre. Auch war bei dieser ersten Versuchsreihe die Säure vor Verdunstung nicht gehörig geschützt worden; der Versuch dauerte gegen 48 Stunden hindurch, wobei namentlich gegen das Ende des Versuches unter stürmischer Gasentwickelung und Erwärmung namhafte Mengen Wasserdampf mitgerissen wurden. Bei der zweiten Versuchsreihe Ib, also beim Entladen, machte man dieselbe Beobachtung, aber im entgegengesetzten Sinne. In diesem Falle wird der Sauerstoff vom Hyperoxyd abgetrennt, welcher sodann mit dem frei gewordenen Wasserstoffe der H2SO4 sich verbindend Wasser bildet, auſserdem noch möglicher Weise das abgetrennte Hydratwasser auch frei gemacht wird. Vergleicht man ferner den Gehalt an H2SO4 in 100cc zu Ende des ersten Versuches mit dem zu Anfange der zweiten Versuchsreihe, so findet man 1g,59 mehr. Vergleicht man aber auch das Gewicht der Accumulatorsäure in beiden Fällen, so findet man bei der ersten Versuchsreihe 3233g und bei der zweiten Versuchsreihe 3128g. Es entspricht dies einem Unterschiede von – 105g, wodurch sich auch der obige Ueberschuſs von 1g,59 H2SO4 theilweise erklären läſst. Nach beendeter Ladung wurde noch Abends die letzte Analyse des Säuregehaltes und die Bestimmung des Gewichtes der Säure vorgenommen. Dann ruhte der Accumulator bis zum nächsten Morgen, wobei die schon erwähnten 105g Wasser verdunsteten. Diesem 105g verdunsteten Wasser würde aber eine Zunahme von nur 1g,05 auf 100cc H2SO4 entsprechen; in Wirklichkeit aber hatte eine Zunahme von 1g,59 auf 100cc stattgefunden, somit der Gehalt an Säure auſser der soeben angeführten Ursache noch um 0g,54 auf 100cc zugenommen. Diese Erscheinung wurde auch später noch öfters wahrgenommen, als man mit luftdicht verschlossenen und abgekühlten Accumulatoren weitere Beobachtungen machte, und läſst sich folgendermaſsen erklären: Wird ein Accumulator geladen, so wird die elektrochemische Wirkung in der Füllmasse der Platten und jedenfalls zuerst bei jenem Theile der Säure stattfinden, welche in den Poren dieser Füllmassen aufgesaugt ist. Das Volumen der Säure, welches die 7 Platten aufsaugen, beträgt 597cc. Beim Laden wird H2SO4 frei gemacht; die in den Poren der Platten Aufgesaugte Säure wird concentrirter, demnach auch dichter, die auſserhalb der Platten befindliche Säure mit ihrer geringeren Dichte wird in die Poren der Füllmasse hinein und die dichtere Säure aus den Platten heraus diffundiren. Beim constanten Ladungsstrom muſs die Diffusionsgeschwindigkeit der durch die elektrochemische Wirkung frei gemachten H2SO4 proportional sein. Wird nun der Ladungsstrom unterbrochen und gleich darauf die Säure aus dem Accumulator entleert, so muſs die in den Platten zurückbleibende Säure von gröſserer Dichte sein als die entleerte. Wird daher der Hydrosulfatgehalt der entleerten Säure bestimmt, diese sodann in den Accumulator zurückgegossen, über Nacht der Ruhe überlassen und anderen Tages der Gehalt an H2SO4 neuerdings bestimmt, so findet man Unterschiede von ± 0,5 bis 0g,7 auf 100cc, je nachdem man den Accumulator geladen oder entladen hat, da in letzterem Falle derselbe Umstand zur Geltung kommt, natürlich im entgegengesetzten Sinne. Es ist eine bekannte Thatsache, daſs die Accumulatoren beim Entladen, besonders aber dann, wenn sie unmittelbar nach der Ladung entladen werden, im Anfange einige Minuten hindurch eine gröſsere Potentialdifferenz geben als später und zwar ein Mehr von 0,1 bis 0,2 Volt; sollte die oben gegebene Erklärung in diesem Falle nicht auch hier angewendet werden können? Ja selbst das sogen. Erholen eines Accumulators nach einer Ruhepause könnte – wenigstens theilweise – eine Erklärung in Obigem finden. Im Verlaufe der Versuchsreihen 1 a und 1 b erkannten wir einige Fehlerquellen und fanden uns deshalb veranlaſst, einen Versuchsaccumulator zu construiren, bei welchem die beim Laden des Accumulators entweichenden Gase aufgefangen, gemessen und analysirt werden konnten, um das Entweichen von Wasserdämpfen möglichst zu verhindern, die Erwärmung des Accumulators vermieden und dafür gesorgt wurde, daſs der Accumulator bei dem öfteren Entleeren jedesmal unter gleichen Verhältnissen sich befand. Da in der Versuchsreihe Ia beim Laden die freie H2SO4 von 8g,24 auf 32g,53 bezieh. auf 34g,12 in 100cc gestiegen ist, so erhöhten wir den Fassungsraum – durch Vergröſserung des Kistchens – für die Accumulatorsäure von 3 auf 5l. Dieselben Accumulatorplatten wurden wohl isolirt in das nun gröſsere Bleikistchen untergebracht, in einer Ecke am Boden des Bleikistchens wurde ein 20mm tiefes und 15mm weites Bleinäpfchen eingelöthet, zur Aufnahme des Saughebers, welcher bis auf den Boden des Näpfchens reichend unverrückbar eingeklemmt wurde. Der Accumulator wurde mit einer 2mm dicken Bleiplatte zugedeckt und vollkommen luftdicht verlöthet. In diesem Deckel befanden sich sieben 20mm lange Bleiröhren eingelöthet, durch welche hindurch die Leitungsstangen von den Platten mit Kautschukpfropfen vollkommen luftdicht hindurchgeführt wurden, ferner ein Bleicylinder von 8cm Durchmesser, zum Einfüllen der Saure, welcher durch einen Kautschukpfropfen mit Gasableitungsröhre verschlossen wurde. In ein 20mm langes und 15mm weites Bleirohr, genau über dem am Boden befindlichen Näpfchen, wurde der Saugheber mit einem Kautschukpfropfen eingesetzt und endlich noch ein Bleirohr, durch welches ein Thermometer luftdicht eingesteckt wurde. Das Bleikistchen erhielt eine Umhüllung aus 2mm dickem, mehrfach durchlöchertem Zinkblech. Dieser Accumulator wurde nun in ein mit Blei ausgefüttertes Holzkistchen lose eingestellt und aus einer Wasserleitung mit stetigem Zu- und Abflüsse eine möglichst gleichförmige Temperatur von 12 bis 13° im Inneren des Accumulators erhalten. Wir nennen diesen so eingerichteten Accumulator unseren Normalaccumulator. Zum Laden des Normalaccumulators verwendeten wir von nun an, um einen gleichförmigen Strom zu erhalten, ein System von vorräthigen geladenen Accumulatoren derart, daſs wir 10 und 10 Accumulatoren in zwei Reihen, auf Quantität mit 4 Volt Potentialdifferenz schalteten. Die entwickelten Gase wurden in groſsen getheilten Cylindern aufgefangen, Temperatur und Barometerstand notirt, nachher der Analyse unterworfen. Die übrigen Arbeiten, nämlich das Entleeren der Säure, die Bestimmung des Gehaltes an freier H2SO4, die Bestimmung des Gewichtes der Säure wurden wie früher ausgeführt; nur wurde von nun an dafür gesorgt, daſs die Säure nicht zu rasch, sondern allmählich und jedesmal gleichförmig in 20 Minuten abflieſsen konnte; der Boden des Accumulators erhielt auch diesmal eine Neigung nach jener Ecke hin, wo sich das Bleinäpfchen mit der Einmündung des Saughebers befand. Aus der Versuchsreihe IIa ist zu entnehmen, daſs bei constantem Ladungsstrome der Gehalt an frei gemachten H2SO4 bis zum 5. Versuch., zu Ende der 10. Ladungsstunde, stets zugenommen hat. Die proportionale Zunahme war am höchsten, sobald die Gasentwickelung begonnen hatte. Von diesem Zeitpunkte an war die Zunahme des Hydrosulfates an Gehalt im verkehrten Verhältnisse mit dem Volumen des entwickelten Gases. Die procentische Zusammensetzung des entwickelten Gases beweist, daſs ein Theil des Sauerstoffes aus dem zerlegten Wasser als II a) Das Laden des Normalaccumulators mit constantem Strom von 20 Ampère (bei 12 bis 13°) und Auffangen der entwickelten Gase. Versuchszahl ZeitdauerStunden Ampère Stunden-Ampère Säuergehaltg in 100cc Gewicht derSäure g Gehalt anH2SO4 g FreigemachteH2SO4 g Gasentwicke-lung cc bei15° u. 705mmBarometer-stand Beginn Beginn Beginn 0 0   6,8 4501,5 293,3 0 0   1   2 20,15 40,3   8,38 4558,8 362,8   69,5 0   2   2 20,15 40,3 10,45 4619 452,6   89,8 0   3   2 20,15 40,3 12,65 4680,7 548,2   95,6 0   4   2 20,15 40,3 14,80 4749 642,8   94,6 0   5   2 20,15 40,3 17,10 4819 744,2 101,4 Erste Blasen (Pause 15) 0 0 17,60 4829 765,4   21,2  58,2 0   6  7   1  1 20,0 40,0 18,8 4896 823,6   79,4 Wenige Gasblas183   8  9   1  1 20,0 40,0 20,5 4948 899,3   75,7 4522414 1011   1  1 20,0 40,0 21,6 4990 950,2   50,9 43376545 Summe Summe In Summefrei gemacht Gewichts-zunahme Gesammt-zunahme Gesammt-Gas-menge 16 321,5 14g,8in 100 cc 497g,5 656,9 13931 Analyse der beim Laden erhaltenen Gase. Versuchszahl ZeitdauerStunden Ampère Gasentwicke-lung cc Zusammensetz.des Gases % Wasserstoff Stund.-Amp.entspr.Wasserstoff-gewicht36mg H =1 St.-Amp. CO2 O H Volumen Auf Nor-malvol.reducirt Gewichtmg   6 1 20 Einige Gasblasen reiner Wasserstoff   7 1 20 183 3,1 13,3 83,6 154   134,5   12,06   0,33   8 1 20 452 3,2 13,4 83,4 377   331,5   29,7   0,83   9 1 20 2414 3,7 15,1 81,2 1960 1723 154,6   4,29 10 1 20 4337 3,7 15,6 80,7 3500 3078 276   7,66 11 1 20 6545 3,8 16,4 79,8 5223 4592 408,7 11,37 Summe 13931 11214 9859 881,06 24,48 solcher frei gemacht wird, ein kleiner Theil zur Oxydation der organischen Substanz der Isolirmasse und jedenfalls ein namhafter Theil zur Oxydation des Bleies der positiven Bleirahmen verwendet wird. Das entwickelte Wasserstoffvolumen bis zur beendeten Ladung war zusammen 11214cc bei 15° und 705mm Barometerstand. Reducirt auf das Normalvolumen bei 0° und 760mm macht dies 9859cc oder 0g,881 Wasserstoff. Rechnet man 0g,036 Wasserstoff gleich 1 Stunden-Ampère Strom, so entspricht das beim Laden entwickelte Wasserstoffvolumen 24,48 Stunden-Ampère Strom. Zum Laden des Normalaccumulators Wurden im Ganzen verwendet 321,5 Stunden-Ampère; aufgespeichert Wurden demnach an Energie 321,5 – 24,48 = 297 Stunden-Ampère. Aus dem Gewichte der beim Laden des Accumulators frei gemachten H2SO4 = 656g,9 und aus der zum Laden des Accumulators wirklich verwendeten Stunden-Ampère = 297 berechnet sich: 656,9 : 297 = 2,21 als die Verhältniſszahl von H2SO4 in Gramm ausgedrückt, welche beim Laden eines Accumulators durch die Stromstärke 1 Stunden-Ampère frei gemacht wird. II b) Das Entladen des Normalaccumulators anfänglich mit constanten 10 und gegen das Ende mit wechselnden Ampère. Versuchs-zahl ZeitdauerStunden Ampère Stunden-Ampère Säure-gehalt gin 100cc Gewichtder Säureg Gehalt anH2SO4 g Gewichtd. gebund.H2SO4 g Anmerkung Beginn Beginn   0 0 21,6 4990 950,2 0 1 13 10 130 16,2 4792 704,5 245,7 2   6 10 60   12,75 4687 552,9 151,6 Pause von 15 Stunden   11,55 4645 499,8   53,1 3   4 5,06 20,24 – – – – 4 unbestimmt mit Kupfer-Voltameter 27,30   9,1 4645 399,4 100,4 1g,143 im Voltametergefälltes Kupfer= 1 St.-Amp. Im Ganzen wurden entladen 237,54 Stunden-Ampère, gebunden 550g,8 H2SO4. Daraus berechnet sich: 550,8 : 237,54 = 2,32 als die Verhältniſszahl von H2SO4 in Gramm ausgedrückt, welche beim Entladen eines Accumulators für die Stromstärke = 1 Stunden-Ampère gebunden wird. Der Normalaccumulator ist bei diesem Versuche völlig entladen worden. Die Ergebnisse, welche wir beim Laden und Entladen des Normalaccumulators in der letzten Versuchsreihe erhielten, liefern den Beweis, daſs beim Laden des Accumulators für je 1 Stunden-Ampère Ladungsstrom 2g,21 H2SO4 frei gemacht und beim Entladen für je 1 Stunden-Ampère Entladungsstrom 2g,32 H2SO4 gebunden werden. Die Wirkung der H2SO4 bei den Accumulatoren ist demnach ziffermäſsig klar gestellt; sie wird durch die reducirend wirkende Arbeitsleistung eines elektrischen Stromes beim Laden eines Accumulators aus den Bleiverbindungen frei gemacht, wodurch chemische bezieh. elektrische Energie aufgespeichert wird; sie ist es, welche beim Entladen des Accumulators vom schwammigen Blei gebunden wird, wobei die Verbindungswärme in elektrische Energie umgesetzt wird. Gleichzeitig dient sie auch als Leiter des elektrischen Stromes. Die nächste Versuchsreihe wurde durchgeführt, um zu ermitteln: wie viel Procent des Ladungsstromes, ausgedrückt in Stunden-Ampère, beim Entladen vom Accumulator zurückgegeben werden. III a) Das Laden des Normalaccumulators bei 12 bis 13° mit constanten 15,16 Ampère ohne Gasentwickelung. (Der Accumulator war von dem früheren Versuche nahezu völlig entladen.) Versuchs-zahl ZeitdauerStunden Ampère Stunden-Ampère Säure-gehalt gin 100cc Gewichtder Säureg Gehalt anH2SO4 g FreigemachteH2SO4 g Beginn Beginn Beginn Beginn 0 0   9,1 4656 404,4 0 1a 14 15,16 212,24 20,5 4936 897,2 496,8 III b) Das Entladen des Normalaccumulators mit constanten 10 Ampère. Versuchs-zahl ZeitdauerStunden Ampère Stunden-Ampère Säure-gehalt gin 100cc Gewichtder Säureg Gehalt anH2SO4 g Frei gemachteH2SO4 g Beginn Beginn Beginn Beginn 0 0 20,5 4936 897,2 0 1b 17½ 10 175 11,3 4643 489,5 407,7 Beim Laden wurden somit verwendet 212,24 Stunden-Ampère und frei gemacht 496g,8 H2SO4; daraus folgt 496,8 : 212,24 = 2g,34 H2SO4. Beim Entladen wurden erhalten 175 Stunden-Ampère, dagegen gebunden 407g,7 H2SO4; daraus folgt 407,7 : 175 = 2g,33. Es besteht somit die Proportion: 212,24 : 175 = 100 : x und daraus x = 82,4 Proc. Bei diesen Versuchen erhielten wir demnach von dem zum Laden des Accumulators verwendeten Ladungsstrome nur 82,4 Proc. als Entladungsstrom zurück. Dieses Ergebniſs hatte unseren Erwartungen nicht entsprochen und die Ursache dieses bedeutenden Abganges an Energie liegt in dem Umstände, daſs wir am Ende der zweiten Versuchsreihe den Normalaccumulator nahezu ganz entladen haben. In jener Versuchsreihe IIb wurden dem Accumulator mit constanten 10 Ampère zuerst 19 Stunden hindurch 190 Stunden-Ampère an Strom entnommen; dann folgte eine Ruhepause von 15 Stunden. Nach Ablauf dieser Zeit wurde der Accumulator mit 5 Ampère 4 Stunden lang und zuletzt mit Ampère Stärke noch 13 Stunden hindurch entladen. Der Ladungsstrom in der dritten Versuchsreihe IIIa muſste daher im Anfange diese beutende Entnahme an Energie – welche bei der praktischen Verwendung von Accumulatoren kaum je vorkommen dürfte – zuerst wieder ersetzen und dann erst die zum nachherigen Entladen mit constanten 10 Ampère nöthige Energie aufspeichern. Aus diesem Grunde wurde dieser Versuch später noch einmal wiederholt, wobei der obenerwähnte störende Einfluſs möglichst vermieden wurde. (Vgl. die fünfte Versuchsreihe.) Die nächste vierte Versuchsreihe mit wechselnder Stärke des Ladungsstromes von 5 bis 30 Ampère wurde durchgeführt, um zu ermitteln: welche Stärke des Ladungsstromes für die Gewichtseinheit der Accumulatorplatten = 1k die zweckmäſsigste ist, um einerseits an der Ladungszeit möglichst wenig zu verlieren und andererseits um von der Energie des Ladungsstromes am wenigsten einzubüſsen. IV a) Das Laden des Normalaccumulators mit wechselnder Stärke bei 12 bis 13° und Auffangen der entwickelten Gase. Versuchs-zahl ZeitdauerStunden Ampère Stunden-Ampère Säure-gehalt gin 100cc Gewichtder Säureg Gehalt anH2SO4 g Frei gemachteH2SO4 g Gasentwicke-lung cc bei15° u. 705mm StündlichesVolumen desGases cc Anmerkung Beginn Beginn Beginn Beginn Beginn 0 0 11,3 4643   489,5 0 0 0   1 11 15,16 166,76 – – – 0 0   2   4¾   8,0   38 22,1 4920   956,1 466,6 0 0 Erste Blasen   3   4   8,0   32 – – – –   3703     926   4   1   8,0     8 – – – –   1418   1418   5   1¼ 80   10 – – – –   1780   1424   6 12   5,0   60 – – – – 17868   1488 Mittelwerth   7   1 10   10 – – – –   5024   5024   8   1 15   15 – – – –   8307   8307   9     ½ 20   10 – – – –   5955 11910 10     ½ 25   12,5 – – – –   7569 15138 11     ½ 30   15 25,9   4924,5 1100 143,9   9592 19184 Ver-mehrg. + Summe Summe 37½ 377,26 14,6     281,5 610,5 IV b) Analyse der beim Laden erhaltenen Gase. Versuchszahl ZeitdauerStunden Ampère Gasvolumencc Zusammensetzg.des Gases % Wasserstoff Stund.-Amp.entspr.Wasserstoff-gewicht Verlust anLadungs-strom Proc. CO2 O H Vol. Red.Vol. Ge-wichtmg   3   4   8   3703 3,3   3,1 93,6   3462 3012   269,8     7,49 23,4   4   1   8   1418 4,9   4,2 91,9   1289 1101   100,5     2,79 34,6   5   1¼   8   1780 4,8   6,1 89,1   1586 1379   123,6     3,43 34,3   6 12   5 17868 5,2   7,6 87,2 15581 13560 1214,6   33,72 56,2   7   1 10   5024 6,0 16,0 78   3919 3408   305,4     8,48 84,8   8   1 15   8307 4,8 20,4 74,8   6214 5406   484,3   13,45 89,6   9     ½ 20   5955 4,4 22,6 73   4347,5 3780   338     9,39 93,9 10     ½ 25   7569 4,0 24,2 71,8   5434,4 4728   423,6   11,75 94,0 11     ½ 30   9592 3,6 25 71,4   6848 5957   533,8   14,81 98,7 Summe 105,31 Diese vierte Versuchsreihe zeigt, daſs im Anfange 11 Stunden hindurch der Ladungsstrom mit 15 Ampère gleich 1 Ampère für 1k Accumulatorenplatten ohne Gasentwickelung vollkommen aufgespeichert, auch in den darauf folgenden 4¾ Stunden mit 8 Ampère oder beiläufig 0,5 Ampère für 1k Platten der Ladungsstrom ohne Gasentwickelung immer noch aufgenommen wurde und erst gegen das Ende der 16. Ladungsstunde eine schwache Gasentwickelung begonnen hatte. Aufgespeichert wurden demnach ohne Verlust im Ganzen 204,76 Stunden-Ampère, d. s. 13,75 Stunden-Ampère für 1k Plattengewicht, Von der 16. bis zur 20. Ladungsstunde mit 8 Ampère Ladung wurden 3703cc an Gas entwickelt. Die stündliche Gasentwickelung bei derselben Stromstärke nahm bis zum Ende der 22. Ladungsstunde stetig zu. Bei den drei letzten Ladungsversuchen (IV a) wurden 50 Stunden-Ampère Ladungsstrom verbraucht. Aufgespeichert wurden davon 36,29 Stunden-Ampère und zur Gasentwickelung verbraucht 13,71 Stunden-Ampère, daher 27,4 Proc. Verlust an Ladungsstrom. Das Laden des Normalaccumulators hätte hier füglich als beendet betrachtet werden können; wir begnügten uns aber damit noch nicht und wollten durch fortgesetztes sehr starkes Laden – bis 30 Ampère entsprechend 2 Ampère für 1k Plattengewicht – nachweisen, wie hoch der Verlust beim Laden, begleitet durch eine stürmische Gasentwickelung, gesteigert werden könne. Es wurde demnach der Accumulator durch weitere 12 Stunden hindurch mit 5 Ampère und dann noch während 3½ Stunden mit 10, 15, 20, 25 und 30 Ampère geladen. Es wurden durch 15½ Stunden hindurch dem Accumulator noch 122,5 Stunden-Ampère zugeführt. Aufgespeichert wurden davon nur mehr 30,9 Stunden-Ampère, zur Gasentwickelung bezieh. zur Wasserzersetzung aber verbraucht 91,6 Stunden-Ampère, d. s. 74,8 Proc. Verlust an Ladungsstrom. IV c) Entladen des Normalaccumulators mit constanten 10,05 Ampère. (Der Accumulator war möglichst stark geladen.) Versuchs-zahl ZeitdauerStunden Ampère Stunden-Ampère Säure-gehalt gin 100cc Gewichtder Säureg Gehalt anH2SO4 g Gewichtder ge-bundenenH2SO4 g Beginn Beginn 0 0 25,9   4924,5 1100 0 1 21½ 10,05 216 14,4 4674   617 483 Zum Laden des Normalaccumulators bis zur Gasentwickelung wurden 204,76 Stunden-Ampère verbraucht; frei gemacht wurden 466g,6 H2SO4, d.h. 466,6 : 204,76 = 2g,27 H2SO4 für 1 Stunden-Ampère. Entnommen wurden dem Accumulator 216 Stunden-Ampère, dabei gebunden 483g H2SO4, d.h. 483 : 216 = 2g,24 H2SO4 für 1 Stunden-Ampère. Beim Entladen mit constanten 10 Ampère ist der Gehalt an Schwefelsäure im Accumulator von 25,9 auf 14g,4 in 100cc herabgesunken und es hätte der Accumulator für technische Zwecke als hinreichend entladen betrachtet werden können. Wird die Leitungsfähigkeit einer 10procentigen Schwefelsäure = 1 angenommen, so ist nach F. Kohlrausch (vgl. Poggendorff's Annalen, 1877 Bd. 159 S. 257) die Leitungsfähigkeit einer 20procentigen = 1,66, einer 30procentigen = 1,88; demnach die Leitungsfähigkeit einer 30procentigen H2SO4 nahezu doppelt so groſs wie die einer 10procentigen. Aus diesem Grunde und nachdem wir schon in Früherem unsere Ansicht darüber ausgesprochen haben, daſs beim Entladen des Accumulators die in den Poren der Füllmasse der Platten aufgesaugte Säure zuerst gebunden wird, wobei die an Dichte abnehmende Säure durch die auſserhalb der Platten befindliche dichtere Säure durch Diffusion ersetzt werden muſs, die Diffusionsgeschwindigkeit aber von dem Dichtigkeitsunterschied abhängig ist, ersetzten wir nach der ersten Entladungsperiode die 14g,4 in 100cc enthaltende Säure des Accumulators mit einer solchen, welche 25g in 100cc H2SO4 enthielt, und lieſsen den Accumulator über Nacht ruhen. Den nächsten Tag wurden dem Accumulator neuerdings entnommen: durch 5½ Stunden mit 10,05 Ampère 55,27 Stunden-Ampère und durch 18 Stunden hindurch mit 2,84 Ampère mittlerer Stärke (gemessen mit einem Kupfer-Voltameter) 51,12 Stunden-Ampère, also im Ganzen noch 106,39 Stunden-Ampère. In der ersten Entladungsperiode wurden diesem Accumulator demnach entnommen mit 10,05 Ampère 216 Stunden-Ampère, in der zweiten 55,27 und in der dritten Periode mit 2,84 Ampère 51,12, im Ganzen 322,39 Stunden-Ampère, d. s. 322,39 × 720 = 232120mk. Auf 1k Accumulatorplatten berechnet, macht dies 21,7 Stunden-Ampère oder 15474mk. Bei dieser Entladungsweise sind dem Normalaccumulator scheinbar mehr Stunden-Ampère an Energie entnommen worden, als demselben beim letzten Laden mitgetheilt wurden; die Entladung des Accumulators in der dritten Versuchsreihe (IIIb) beweist aber, daſs dem Accumulator dort mit constanten 10 Ampère nur 175 Stunden-Ampère entnommen wurden, mithin der Accumulator von der völligen Entladung noch weit entfernt war. In der Erläuterung der dritten Versuchsreihe wurde erwähnt, daſs wir den Versuch später noch einmal wiederholten und zwar derart, daſs wir den einstweilen neuerdings geladenen Accumulator zuerst mit einer constanten Stromstärke von 15 Ampère entluden und zwar so lange, als das Torsionsgalvanometer 15 Ampère anzeigte. In dem Augenblicke, als der Zeiger des Meſsapparates auf 10 Ampère zurückkehrte, wurde die Entladung unterbrochen. V a) Laden des Normalaccumulators mit constanten 15 Ampère bis zur beginnenden Gasentwickelung. Versuchs-zahl ZeitdauerStunden Ampère Stunden-Ampère Säure-gehalt gin 100cc Gewichtder Säureg Gehalt anH2SO4 g Frei gemachteH2SO4 g Beginn Beginn Beginn Beginn 0 0 23 4503     906,4 0 1 15 u. 52 Min. 15 238    36,2 4742 1409 502,6 Aufgespeicherte Stunden-Ampère = 238, frei gemachte H2SO4 = 502g,6, somit 502,6 : 238 = 2g,11 H2SO4 für 1 Stunden-Ampère. V b) Das Entladen des Normalaccumulators. Versuchs-zahl ZeitdauerStunden Ampère Stunden-Ampère Säure-gehalt gin 100cc Gewichtder Säureg Gehalt anH2SO4 g Gebun-deneH2SO4 g Beginn Beginn Beginn Beginn 0 0 36,2 4742 1409 0 1 15 u. 6 Min. 15 226,5 23,9 4463       929,2 479,8 Entladen wurden mit constanten 15 Ampère 226,5 Stunden-Ampère, gebunden 479g,8 H2SO4, somit 479,8 : 226,5 = 2g,12 H2SO4 für 1 Stunden-Ampère. Entladen wurde der Accumulator mit constanten 15 Ampère und zwar so lange, als das Torsionsgalvanometer 15 Ampère anzeigte; sobald der Zeiger des Meſsapparates auf 10 Ampère zurückkehrte, wurde die Entladung unterbrochen. Unser mit mäſsiger Stärke (1 Ampère für 1k Platten) ohne Gasentwickelung geladener Normalaccumulator gibt somit bei der Entladung 95 Procent des Ladungsstromes wieder; denn zum Laden wurden verbraucht 238 Stunden-Ampère und beim Entladen wurden erhalten 226,5 Stunden-Ampère. Es folgt also 238 : 226,5 = 100 : x, woraus x = 95,16. Der Verlust (bei richtig behandeltem Accumulator) an Energie beträgt demnach nicht mehr wie 5 Proc. Die Wirkung der H2SO4 ist somit deutlich nachgewiesen und es  ergibt sich aus sämmtlichen mit dem Normalaccumulator durchgeführten Ladungs- und Entladungsversuchen der Mittelwerth von 2g,23 Hydrosulfat (H2SO4) für 1 Stunden-Ampère Strom, welche beim Laden frei gemacht, und 2g,25 H2SO4, welche beim Entladen gebunden werden. Das Mittel aus beiden Zahlen ist = 2,24. Wir nennen diese Zahl das elektrochemische Aequivalent der H2SO4 für die Stromstärke von 1 Stunden-Ampère. Mit dieser Verhältniſszahl 2,24 lassen sich für die Anfertigung, Behandlung und Anwendung der Accumulatoren praktische Berechnungen anstellen. Bevor wir uns aber darüber näher aussprechen, müssen wir Einiges über die Leistungsfähigkeit der Accumulatoren im Allgemeinen führen. (Schluſs folgt.)