Über die direkte Umwandlung von chemischer Energie in mechanische Arbeitmit Hilfe von Polyelektrolytgelen

Abstract

Man kann aus Polyacrylsäure (= PAS) und Polyvinylalkohol (= PVA) dreidimensional vernetzte Folien herstellen, welche quellen, wenn man sie in verdünnten wäßrigen Salzlösungen einbettet. Diese Gelfolien dehnen sich stark aus, sobald die PAS mit NaOH neutralisiert wird und kontrahieren sich wieder, wenn man die Konzentration bestimmter Ionen in der Einbettungsflüssigkeit erhöht. Bei dieser Kontraktion kann ein Gewicht gehoben werden — es wird somit chemische Energie direkt in mechanische Arbeit umgewandelt. Durch Umkehrung dieses Vorgangs kann mechanische Energie direkt in chemische Energie verwandelt werden, d. h. es kann durch mechanisches Dehnen der Folien eine Änderung der Konzentration verschiedener Ionen in der Einbettungsflüssigkeit herbeigeführt werden. Diese Erscheinung wurde schon von GIBBS theoretisch behandelt und von W. KUHN als teinochemisches Prinzip bezeichnet. Die Gültigkeit des Prinzips wurde zunächst für das H+-Ion quantitativ bestätigt. In der vorliegenden Arbeit wird seine quantitative Gültigkeit erstmals für ein Metallion (nämlich Ag+) nachgewiesen. Es wird auch wahrscheinlich gemacht, daß beim Vorliegen von zwei aktiven Kationensorten (H+ und Ag+) für jede von beiden gesondert das teinochemische Prinzip erfüllt ist, wie dies W. KUHN voraussagte.