Lochhülse = Sicherheit + Kontroll
Wer zum ersten Mal mit Silizium-Elektroden arbeitet, stolpert fast immer über dieselben Fragen:
„Warum steckt da ein Gitter drum herum?“ – und noch häufiger: „Sind diese Löcher/Abplatzungen ein Defekt?“
Die ehrliche Antwort: Nein. Bei Silizium sind Löcher, Krater und Abplatzungen nach etlichen Anwendungen ein typisches Verschleißbild. Das ist kein Produktionsfehler, sondern ergibt sich aus dem Material selbst und aus dem, was bei der Elektrolyse passiert. Genau dafür liefern wir unsere Silizium-Elektroden stabilisiert mit Lochhülse / Gitterkäfig aus: Sie schützt, macht die Anwendung sicherer und kann die Nutzungsdauer in der Praxis deutlich verlängern.
Am Beispiel unserer Silizium-Elektroden (Si 99,9999% / 6N, Ø 8 mm) erklären wir hier, warum das so ist – und weshalb wir dieses Prinzip auch bei Indium nutzen.
Silizium ist anders als Gold - Spröde statt „zäh“
Silizium verhält sich mechanisch ganz anders als z.B. Gold, Silber, Platin, Paladium usw.. Es ist ein spröder Werkstoff mit niedriger Bruchzähigkeit. Wenn sich irgendwo ein kleiner Riss bildet, kann er sich leichter fortsetzen und zu Abplatzungen führen.
Metalle wie Gold, Silber oder Platin sind dagegen vergleichsweise zäh: Sie verformen sich unter Belastung eher minimal, statt zu splittern. Darum wirken Gold-Elektroden im Alltag oft „gutartig“ und bleiben optisch lange stabil.
Warum entstehen bei der Elektrolyse „Löcher“ und Abplatzungen?
Bei der Kolloidherstellung wirkt nicht nur Strom. An der Elektrodenoberfläche passieren ständig Dinge, die die Oberfläche belasten:
- An der Elektrode entstehen Mikroblasen/Gasbildung, die lokale Strömungen und mikromechanische Kräfte erzeugen.
- Es können sich Oberflächenschichten/Beläge bilden und wieder ablösen.
- Über Zeit entstehen Mikrorisse. Bei spröden Materialien führt das eher zu größeren Ausbrüchen, statt zu einem gleichmäßigen, „glatten“ Abtrag.
Das Ergebnis sind oft genau die typischen Bilder, die du von deinen Elektroden kennst: größere Krater, Ausbrüche und manchmal Bereiche, die noch teilweise „hängen“ oder über eine kleine Brücke verbunden sind.
Wichtig: Solange die Elektrode noch stabil sitzt und elektrisch arbeitet, ist das meist einfach normale Alterung – besonders nach längerer Nutzung.
Elektroden im Vergleich: Von nahezu neuwertig bis stark abgenutzt zeigen die Proben unterschiedliche Verschleißgrade – sichtbar an Materialabtrag, Ausbrüchen, Aufrauhung und Anhaftungen an den Spitzen.
Warum die Lochhülse wichtig ist!
....und warum wir sie nicht weglassen
Der wichtigste Punkt ist ganz praktisch: Sicherheit und Kontrolle.
Wenn bei Silizium irgendwann ein Stück ausbricht, bleibt es durch den Käfig mechanisch geführt. Das reduziert mehrere Probleme auf einmal:
- weniger Risiko für Becherglas-Schäden (harte, kantige Stücke),
- weniger Risiko für Kurzschluss/Anstoßen,
- weniger „Überraschungen“ im Betrieb (plötzliches Abbrechen von großen Teilstücken)
- und ganz wichtig: geringeres Risiko, dass die Elektrode durch einen ungünstigen Bruch vorzeitig komplett zerstört wird.
Ein Punkt, der häufig gefragt wird:
Viele fragen sich, ob sich die Lochhülse während der Produktion auflöst – nein. Sie besteht aus einem beständigen, biokompatiblen Material und bleibt unter den üblichen Bedingungen formstabil. Unter den üblichen Bedingungen der Kolloidherstellung bleibt die Hülse formstabil und dient ausschließlich als mechanischer Schutz und Führung – sie ist nicht dazu da, „mitzuproduzieren“, sondern die Elektrode sicher und kontrolliert nutzbar zu machen.
Bruchstücke können weiter „mitarbeiten“
Wenn ein ausgebrochener Bereich im Käfig bleibt und noch Kontakt bzw. elektrische Ankopplung hat (oder nahe genug an der aktiven Zone bleibt), kann er weiterhin zur Abgabe von Material beitragen. Das heißt: Du musst nicht bei der ersten Abplatzung sofort tauschen. Häufig bleibt die Elektrode noch gut nutzbar, solange sie sicher sitzt und keine großen Stücke frei im Becher schwimmen.
Silizium „löst“ sich eher
Das ist kein Mangel, sondern der Job der Elektrode
Ein weiterer Grund, warum das Schutzkonzept bei Silizium so sinnvoll ist: Silizium zeigt im Betrieb oft mehr Oberflächenumbau und Materialabtrag als Edelmetalle wie Gold, Silber, Platin, Paladium usw. Diese Elemente sind sehr edel und unter vielen Bedingungen deutlich träger – Silizium ist in diesem Zusammenhang „aktiver“. Deshalb sieht man bei Silizium häufig früher sichtbare Veränderungen.
Und genau hier ist ein Punkt, der vielen Kunden hilft:
Wenn du kolloidales Silizium herstellen willst, dann muss das Material auch tatsächlich abgegeben werden. Eine Silizium-Elektrode ist kein Schmuckstück, das möglichst „wie neu“ bleibt – sie ist ein Verbrauchsteil, das Material liefert.
Aus diesem Grund setzen wir außerdem bewusst auf eine XXL-Auslegung mit Ø 8 mm. Das bietet mehr Substanz und ist mechanisch deutlich robuster. Sehr dünne Siliziumstäbe (2–3 mm) würden in der Praxis oft schon beim Einsetzen/Stecken in Generatorbuchsen schneller brechen – selbst wenn man vorsichtig ist.
Warum wir das auch bei Indium nutzen
Gleiches Prinzip anderes Element
Indium ist im Vergleich zu Silizium fast das Gegenteil: ein sehr weiches, duktiles Metall (so weich, dass man es schneiden kann) und mit einem relativ niedrigen Schmelzpunkt. In der Anwendung bedeutet das:
- Indium kann bei Klemmdruck/Spannung leichter verformen.
- Eine Hülse/Käfig sorgt für saubere Führung und verhindert, dass sich die Elektrode ungünstig „einkerbt“ oder mechanisch leidet.
- Außerdem hilft sie, Abrieb/Partikel kontrolliert im System zu halten (ähnlich wie bei Silizium – nur aus anderen materialtypischen Gründen).
Kurz: Bei Silizium schützt die Lochhülse vor Bruch, bei Indium vor Verformung und Handlingproblemen. Beide profitieren von Stabilität, Sicherheit und reproduzierbarer Anwendung.
End-of-Life: Woran erkenne ich das Ende?
Wann ist die Elektrode wirklich „am Ende“?
Viele Elektroden sehen optisch noch „da“ aus, sind aber irgendwann funktional verbraucht. Ein paar Faustregeln aus der Praxis:
Meist normal / unkritisch
- kleinere bis mittlere Abplatzungen
- Krater/Löcher an der Oberfläche
- optisch raue Bereiche
Stoppen / tauschen, wenn…
- große Stücke frei im Becher schwimmen
- die Elektrode nicht mehr sicher im Halter sitzt
- es zu Kontaktproblemen oder Kurzschlussnähe kommt
- die Elektrode sichtbar beschädigt ist
Und die klarsten End-Anzeichen sind diese drei:
-
Sie wird bröselig / rieselt.
Wenn du sie leicht schüttelst und viele kleine Siliziumkörner herausfallen, ist das ein Zeichen starker innerer Strukturveränderung. -
Sie hat keine (oder kaum noch) Leitfähigkeit.
Wenn der Prozess nicht mehr sauber startet, obwohl Aufbau/Wasser/Abstand stimmen, ist sie meist elektrisch „durch“. -
Sie wirkt wie eine Gitternetz-/Porenstruktur über die ganze Elektrode.
Dann ist sie nicht mehr ein kompakter, leitfähiger Körper, sondern stark durchsetzt/porös – und dadurch nicht mehr leitfähig.
Kurzform: 👉 Wenn sie bröselt und keine Leitfähigkeit mehr hat, ist sie am Ende.
Praxistipp: Bruchstücke sinnvoll nutzen
Im Glas lassen & sauber abdecken
Wir lassen abgeplatzte Siliziumstücke im Ansatzglas und reinigen nicht jedes Mal komplett. Stattdessen wird das Glas sauber abgedeckt (Folie/Deckel). Partikel und Bruchstücke können beim nächsten Ansatz wie ein „Starthelfer“ wirken und sich über Zeit weiter an/ab lösen.
Wenn die Elektrode „durch“ ist
Wenn sie nicht mehr zuverlässig arbeitet: Käfig entfernen, Siliziumreste ins Glas geben, Halter/Käfig getrennt entsorgen (je nach lokalen Vorgaben).
🔍 Colloimed-Empfehlung:
Ein Tipp aus unserer eigenen Anwendung: Wir lassen abgeplatzte Siliziumstücke im Ansatzglas und reinigen das Glas nicht jedes Mal komplett. Stattdessen decken wir es bis zur nächsten Nutzung sauber mit Folie/Deckel ab.
Warum?
Die vorhandenen Partikel und Bruchstücke wirken beim nächsten Ansatz oft wie ein „Starthelfer“: Die Produktion kann etwas schneller anlaufen, weil bereits Material im System vorhanden ist. Außerdem lösen sich Bruchstücke über die Zeit weiter an/ab und tragen so weiterhin zur Bildung von Si-Anteilen bei.
Wichtig:
Das ersetzt keine saubere Arbeitsweise. Sauber abdecken und Verunreinigungen vermeiden ist Pflicht. Wenn die Elektrode irgendwann wirklich nicht mehr funktioniert, kannst du (praxisbasiert) Folgendes machen:
- Lochhülse/Käfig entfernen und die Siliziumreste ins Ansatzglas geben, damit sie weiter genutzt werden können.
-
Halter/Käfig getrennt entsorgen (je nach lokalem System entsprechend der kommunalen Vorgaben).
Filtern: Pflicht bei Silizium
Warum Filtration dazugehört
Das ist bei Silizium schlicht Standard, weil das Material spröde ist – Filterung sorgt für ein sauberes Endprodukt.
Das ist kein Misstrauen gegenüber dem Produkt – es ist einfach vernünftige Praxis, um gröbere Partikel/Fragmente zuverlässig aus dem Ansatz zu entfernen und eine gleichmäßigere Qualität zu erhalten.
Kurz gesagt: Silizium kann kleine Stückchen abgeben – und Filtration sorgt dafür, dass im Endprodukt nur das bleibt, was du haben möchtest.
Wenn das Endprodukt sauber gefiltert ist, stellt sich oft die nächste Frage: Welche Konzentration ist sinnvoll
Konzentration: 20 ppm reichen
Warum „mehr“ nicht automatisch besser ist
In der Praxis ist eine Produktion von etwa 20 ppm bei kolloidalem Silizium für viele Anwendungen vollkommen ausreichend – vor allem, wenn die Partikelverteilung sauber ist und das Produkt stabil bleibt.
Warum „100 ppm“ zwar toll klingt, aber oft schlechter funktioniert
100 ppm klingt im ersten Moment natürlich „stärker“. In der Realität steigt bei sehr hohen Konzentrationen aber das Risiko, dass Partikel sich gegenseitig häufiger begegnen und Agglomeration beginnt (also Zusammenlagerung zu größeren Einheiten). Das sieht man dann typischerweise daran, dass:
- sich mehr Material am Boden absetzt,
- die Suspension weniger „schön“ stabil bleibt,
-
und du am Ende eher „Bodensatz“ hast als ein feines Kolloid.
Garantie & Lebensdauer:
Silizium ist wie ein Reifen – und trotzdem empfindlich
Silizium-Elektroden kann man sehr gut mit Autoreifen vergleichen. Ein Reifen ist nicht „kaputt“, nur weil er sich abnutzt – Abrieb ist das Ergebnis von Nutzung.
Genauso ist Silizium bei der Kolloidherstellung ein Verbrauchsteil: Damit kolloidales Silizium entsteht, muss Material abgegeben werden. Sichtbarer Abtrag ist deshalb kein Mangel, sondern ein Teil des Prozesses.
- Ein normales Auto fährt stabil und zuverlässig – wie ein sauberer, moderater Ansatz (z.B. ~20 ppm).
- Ein Rennwagen fährt am Limit, wechselt im Rennen manchmal mehrfach die Reifen – maximale Leistung auf Kosten von Haltbarkeit.
Wenn man extrem hohe Konzentrationen erzwingen will (z.B. 100 ppm), ist das oft wie „Rennbetrieb“: mehr Stress im System, mehr Agglomeration, mehr Sedimentation.
Silizium-Elektroden sind Verbrauchsteile. Sichtbarer Abtrag ist normal und anwendungsbedingt; die Lebensdauer hängt stark von Wasserqualität/Leitwert, Laufzeit, Einstellungen und Handling ab.
Bitte behandeln Sie Silizium trotzdem mit viel Sorgfalt – am besten wie Meissner Porzellan: nicht verkanten, nicht fallen lassen, nicht mit Kraft in Buchsen drücken und beim Einsetzen/Entnehmen ruhig und gerade arbeiten. Das erhöht die Nutzungsdauer spürbar.
Unser Ziel ist nicht die höchste Zahl auf dem Papier, sondern ein Kolloid, das in der Praxis stabil bleibt.
FAQ - Häufige Fragen zur Lochhülse
Die Lochhülse ist ein stabiler Schutz- und Führungskäfig um die Silizium-Elektrode. Sie sorgt dafür, dass die Elektrode mechanisch geführt bleibt, die Anwendung sicherer wird und die Elektrode in der Praxis oft länger nutzbar ist – besonders dann, wenn Silizium mit der Zeit typische Abplatzungen zeigt.
Das ist bei Silizium meist normaler Verschleiß und kein Produktionsfehler. Silizium ist spröde: Durch Mikroblasen, Beläge und Mikrorisse während der Elektrolyse kann es eher zu Ausbrüchen kommen als zu “glattem” Abtrag (wie bei zähen Metallen).
Nein: Sichtbarer Materialabtrag gehört bei Silizium zur Funktion, weil das Material für kolloidales Silizium abgegeben werden muss. Entscheidend ist weniger die Optik, sondern ob die Elektrode noch sicher sitzt und elektrisch zuverlässig arbeitet.
Vor allem für Sicherheit und Kontrolle: Wenn Stücke ausbrechen, bleiben sie eher geführt, statt unkontrolliert im Becher zu landen. Das reduziert Risiko für Glas-Schäden, Anstoßen/Kurzschlussnähe und “plötzliche” große Brüche – und kann dadurch die Nutzungsdauer praktisch verlängern.
Nein. Die Lochhülse besteht aus einem beständigen, biokompatiblen Material und bleibt formstabil. Sie ist nicht dafür da, “mitzuproduzieren”, sondern schützt und führt die Elektrode mechanisch.
Kleine bis mittlere Abplatzungen, Krater und raue Stellen sind normal und unkritisch. Solange die Elektrode sicher im Halter sitzt, der Prozess sauber startet und keine großen Stücke frei im Becher schwimmen, ist das normale Alterung.
Stoppen/tauschen solltest du, wenn große Stücke frei im Becher schwimmen, die Elektrode nicht mehr sicher sitzt oder sie stark beschädigt wirkt.
Klare Endzeichen: sie bröselt, hat kaum Leitfähigkeit oder wirkt wie eine durchgehend poröse Gitternetz-Struktur.
Du kannst Bruchstücke im Ansatzglas lassen und das Glas sauber abdecken. Die Partikel können beim nächsten Ansatz als “Starthelfer” wirken. Wenn die Elektrode nicht mehr zuverlässig arbeitet, kann man den Käfig entfernen, Siliziumreste ins Glas geben und Halter/Käfig getrennt entsorgen (lokale Vorgaben beachten).
Ja – bei Silizium ist Filtration Standard. Da Silizium spröde ist, können gröbere Partikel/Fragmente entstehen. Filtern sorgt für ein saubereres Endprodukt und gleichmäßigere Qualität statt “Stückchen” im fertigen Kolloid.
Für viele Anwendungen ist 20 ppm - 30 ppm ausreichend, besonders, wenn die Partikelverteilung sauber ist und das Kolloid stabil bleibt. Sehr hohe Konzentrationen (z. B. 100 ppm) erhöhen das Risiko von Agglomeration (Zusammenlagerung), mehr Bodensatz und geringerer Stabilität.
Lochhülse bei Silizium-Elektroden