Trockenelement

Gassner schreibt, seine Erfindung „besteht in der Beimischung und Verwendung von Zinkoxid". Nicht die Batterie — ein Zusatzstoff. Das ist der ganze Patentanspruch.

Salmiak und Zinkchlorid reizen Augen und Haut. Schutzbrille auf, hinterher Hände waschen.

Ein Stück Zinkblech zu einem Zylinder von etwa 40 mm Durchmesser rollen und den Boden dicht verschließen. Der Becher ist Gefäß und Elektrode zugleich.

Einen Graphitstab genau in die Mitte stellen, ohne das Zink zu berühren. Berührung heißt Kurzschluss.

In einem zweiten Glas 25 g Salmiak in 100 ml Wasser lösen — flüssig, ohne Zusatz. Das ist die Leclanché-Bauart als Kontrolle.

Spannung notieren, dann das Glas schräg halten. Es läuft aus. Genau dieses Verhalten macht eine Taschenlampe unmöglich.

20 g Braunstein mit 4 g Graphitpulver trocken vermengen. Der Graphit macht die Mischung leitfähig.

10 g Salmiak, 5 g Zinkoxid und wenig Wasser zu einem steifen Brei rühren, dann unter die Braunsteinmischung heben. Das Zinkoxid ist Gassners Zusatz.

Die Paste dicht zwischen Zinkbecher und Kohlestab einfüllen, ohne Hohlräume. Luftblasen unterbrechen den Ionenweg.

Den Becher oben verschließen und zwei Stunden stehen lassen, bis die Paste fest wird. Erst dann ist es ein Trockenelement.

Spannung notieren, dann die fertige Zelle auf den Kopf stellen und schütteln. Nichts läuft aus. Vergleiche mit Schritt 6 — das ist der ganze Fortschritt.

Eine kleine Lampe anschließen und die Spannung über zehn Minuten alle zwei Minuten ablesen. Der langsame Abfall zeigt, wie der Braunstein den Wasserstoff aufnimmt.

Zink der einen an Kohle der anderen. Die Spannung verdoppelt sich — so entsteht aus Zellen eine Batterie.

Das Patent. US 373.064, „Galvanic Battery", eingereicht am 20. Mai 1887, erteilt am 15. November 1887 an Carl Gassner jr. aus Mainz. Wichtig für die Datierung: Die amerikanische Schrift führt die älteren Auslandspatente selbst auf — Deutschland, 8. April 1886, Nr. 37.758, dazu Belgien (16. Juli 1886, Nr. 73.872), Frankreich (17. Juli 1886, Nr. 177.465) und Österreich. Die Priorität liegt also in Deutschland im Jahr 1886, nicht in den USA 1887. Wer nur die US-Nummer zitiert, verschiebt die Erfindung um anderthalb Jahre.

🔴 Der Patentanspruch ist enger, als fast überall behauptet wird. Gassner beansprucht nicht „die Trockenbatterie". Er schreibt: Die Erfindung „bezieht sich auf galvanische Elemente und besteht in der Beimischung und Verwendung von Zinkoxid als Zusatz zum erregenden Mittel". Und er sagt ausdrücklich, dass er sich „nicht auf die genauen Bestandteile oder Verhältnisse" festlegt, solange das Zinkoxid im erregenden Mittel vorhanden ist. Der Anspruch ist ein Zusatzstoff, kein Gerät.

Warum ausgerechnet Zinkoxid. Eine Zink-Salmiak-Zelle hat ein stilles Problem: Das Zink wird auch dann angegriffen, wenn kein Strom fließt. Diese „lokale Wirkung" entlädt die Zelle im Regal und frisst mit der Zeit Löcher in den Becher, der ja zugleich das Gefäß ist — eine auslaufende Zelle ist nicht nur leer, sondern undicht. Zinkoxid im Elektrolyten verschiebt das chemische Gleichgewicht so, dass das Zink deutlich langsamer angegriffen wird. Erst dadurch wird aus einer dicken Paste ein lagerfähiges Produkt. Die Verdickung allein hatten andere schon versucht; die Haltbarkeit ist Gassners Beitrag.

Was „trocken" wirklich heißt. Nichts an einem Trockenelement ist trocken. Ohne Wasser bewegen sich keine Ionen, und ohne Ionen fließt kein Strom. Die Paste enthält Wasser — sie fließt nur nicht mehr. Deshalb ist eine ausgetrocknete Batterie tatsächlich leer, und deshalb ist die Bezeichnung ein Verkaufsname, kein chemischer Zustand.

Was daraus wurde. Das Trockenelement machte tragbare Elektrik überhaupt erst möglich: Taschenlampe, Klingel, Feldtelefon, später das Kofferradio. Die heutige Zink-Kohle-Zelle ist demselben Bauprinzip verblieben — Zinkbecher außen, Kohlestab in der Mitte, Braunsteinmasse dazwischen. Wer eine billige Zink-Kohle-Batterie aufschneidet, findet Gassners Anordnung von 1886 wieder, und die Alkali-Mangan-Zelle kehrt sie lediglich um.