National Carbon schuf Platz in der Trockenzelle, indem Gips durch Pappe ersetzt wurde

In den 1880er-Jahren hatte der deutsche Wissenschaftler Carl Gassner das Kernproblem der alten Nasszelle gelöst – ein schweres, auslaufgefährdetes Gefäß mit flüssigem Elektrolyten, das nur aufrecht stehend verwendet werden konnte –, indem er alles in einen Zinkbehälter einschloss, der zugleich als Anode der Batterie diente, und so die erste echte „Trockenzelle“ schuf. Gassners Entwurf verwendete eine geformte Auskleidung aus Pariser Gips als Separator, also jene Schicht, die verhindert, dass Anode und Kathode einander berühren und die Zelle kurzschließen.

Pariser Gips erfüllte die Aufgabe des Separators zuverlässig, und in den 1890er-Jahren war er die etablierte Bauweise, nach der jeder Trockenzellenhersteller seine Zellen fertigte. Doch Gips ist sperrig: Das Formen einer starren Gipsauskleidung im zylindrischen Zinkbecher verbrauchte einen großen Teil des begrenzten Innenvolumens der Batterie und ließ nur wenig Restraum für die Kathode – das aktive Material, das tatsächlich bestimmt, wie viel Strom die Batterie liefern kann. Jeder Hersteller akzeptierte diesen Kompromiss schlicht als die Art und Weise, wie eine Trockenzelle gebaut wurde.

Ersetzte den dicken Gipsseparator durch eine dünne, mit Paste beschichtete Pappröhre, wodurch Platz für mehr Kathodenmaterial frei wurde, während die Elektroden weiterhin getrennt blieben.

Der Pappseparator war viel dünner als Gips und setzte Innenvolumen frei.

Das freigewordene Volumen wurde mit mehr Kathodenmaterial gefüllt, was die Batteriekapazität erhöhte.

Pappe war billiger und einfacher zu montieren als das Gießen von Gips.

Der dünnere Separator verhinderte weiterhin zuverlässig den Kontakt der Elektroden.

Wenn eine passive Komponente Platz oder Gewicht verbraucht, prüfe, ob ihre eigentliche Aufgabe durch einen dünneren, billigeren Ersatz erfüllt werden kann, wodurch Kapazität für das frei wird, was den Wert liefert.

Da der Separator aus gewickelter Pappe deutlich weniger Innenvolumen einnahm als geformter Gips, konnte die Columbia-Trockenzelle – 1896 als versiegelte, sechs Zoll große 1,5-Volt-Batterie eingeführt – weit mehr Kathodenmaterial in denselben Becher packen, was ihre Kapazität direkt verbesserte, während sie zugleich billiger und einfacher zu montieren war als das Gießen von Gips in jedem einzelnen Exemplar. Sie wurde die erste Trockenzellenbatterie, die erfolgreich in großem Marktmaßstab hergestellt und vertrieben wurde.