Girovagando su youtube mi sono imbattuto in un canale di matti che fanno esperimenti chimici di tutti i generi, nell'elenco dei video ho trovato questo che illustra come realizzare una pila zinco-rame fatta in casa dalle prestazioni interessanti.

Per la spiegazione delle reazioni chimiche chiedo aiuto a chi è più esperto di mè in chimica, ma da quello che ho potuto intuire si lavora con il classico esempio educativo da laboratorio dove si usano due elettrodi, rame(+) e zinco(-), il rame immerso in soluzione acquosa di solfato di rame e lo zinco in soluzione acquosa di solfato di zinco, negli esempi da laboratorio i due elettrodi sono messi alla stessa altezza e le due soluzioni tenute separate tenendole in contenitori distinti e usando ponti salini o membrane a passaggio ionico, insomma roba complicata e fuori portata fai-da-te.

Ma nel video sfruttano la naturale differenza di densità delle due soluzioni lasciando che la stratificazione tenga separate le due soluzioni e disponendo i due elettrodi nelle due estremità verticali del contenitore.

Quello che mi piace di questa soluzione è che si può replicare con materiali reperibili facilmente, serve acqua distillata, solfato di rame (i cristalli blu usati in agricoltura e per le viti), rame e zinco.
Diciamo che l'unica cosa che avrei problemi a trovare è lo zinco puro, in quanto trovo solo lamiere di ferro zincato, ma si potrebbe rimediare smontando le pile zinco-carbone usate, se non erro il cilindro delle pile è fatto di zinco, giusto?

Il solfato di zinco si può ottenere dal solfato di rame, si fà sciogliere il solfato di rame in acqua distillata, poi si immerge dello zinco che reagisce riducendosi, sottrae il rame dalla soluzione facendolo precipitare sul fondo e trasformando il solfato di rame (soluzione blu) in solfato di zinco (soluzione trasparente).

Nella pila finale è importante non fare entrate a contatto lo zinco con il solfato di rame, il liquido blu stratificato sul fondo, e non agitare il contenitore così che la stratificazione per differenza di densità funga da "membrana" di separazione a costo 0

Ora non sò se questa è solo una pila primaria, così costruita, è se le reazioni possono essere invertite applicando una tensione esterna leggermente superiore di ricarica.

La tensione generata dovrebbe essere intorno a 1V.

Nel video (in inglese purtroppo, ma se non capite qualche parte chiedete che vi traduco), mostrano 2 modi per ottenere solfato di zinco, il metodo dello zinco nel solfato di rame e un altro modo con zinco in acido solforico, che "buscia" animatamente, producendo idrogeno e solfato di zinco.








Ciao Keyosz, sarebbe la comune pila di Daniell, davvero interessante la soluzione di non utilizzare la membrana ma di sfruttare la diversa densità dei due sali. La reazione dovrebbe essere reversibile in quanto, nella fase di scarica il rame in soluzione nel solfato di rame passa allo stato solido attaccandosi sulla barretta di rame, mentre invece lo zinco metallico passa in soluzione nel solfato di zinco.

Secondo me, appatto che non si arrivi a consumare tutta la barretta di zinco, cosa molto improbabile una volta raggiunta la saturazione del solfato di zinco, dando tensione alla cella si dovrebbe nuovamente depositare zinco metallico sulla barretta di zinco, mentre il rame dovrebbe tornare in soluzione. Non so quanti cicli reggerebbe la cella, il problema potrebbe essere che con l'elettrolisi in ricarica i due sali si mischino.

Io ho una piastra di zinco metallico, il rame prendo quello delle canale per i tetti, e il solfato di rame, avendo una azienda agricola lo trovo facilmente.

Appena ho un po' di tempo faccio qualche prova, anche se elementare è molto interessante questa cella.

Nel fai-da-te procurarsi dello zinco è piuttosto difficile o costoso. Sarebbe buona cosa poterlo sostituire con un metallo di caratteristiche simili (alluminio, per esempio?) ma più facile da reperire. Nello stesso caso anche i separatori porosi i ponti salini ecc sono di difficile attuazione per sistemi di una certa potenza, poi ricordiamoci che quel tipo di pila è un "generatore elettrochimico primario", e molto difficilmente trasformabile in "pila reversibile", almeno fino a prova contraria.

Beh lo zinco metallico, lo puoi trovare facilmente da chi fa le zincature del ferro, i fabbri in genere conoscono molti zincatori, i quali gli fanno le zincature di inferiate, porte...

Per l'alluminio no, non va bene, in quanto è impossibile convertire il solfato di alluminio in allumio metallico. Puoi farci una pila alluminio-aria, una specie di fuel cell, ma puramente primaria in quanto i composti non sono reversibili.

La cella di Daniell è una cella primaria (più o meno) e più precisamente un evoluzione di quella di Alessandro Volta. Però non è detto che la reazione non sia reversibile, bisogna fare un po' di prove. Anche perchè su wikipedia dice così:

Il potenziale teorico della pila Daniell è E° = E°+ - E°- = 1,10 V (ottenibile in condizioni quasi statiche reversibili), differenza tra il potenziale catodico (polo positivo) e quello anodico (polo negativo).

Fra l'altro non è inserita fra le celle primarie, e provare non costa nulla! Magari Keyosz ha trovato il sistema per fare delle buone batterie a basso prezzo, ecologiche e con una vita elevata... chissà!

http://it.wikipedia.org/wiki/Pila_%28chimica%29

La Pila di Daniell, esatto, è proprio quella, l'avevo vista già tanto tempo fà ma nei libri di testo canonici viene presentata come pila primaria e poi con quella soluzione costruttiva del ponte salino che la rende un giocattolino, un soprammobile, difatti con il ponte salino (che nella pratica non ho la più pallida idea di come realizzare) la resistenza interna salta su nell'ordine dei khom, roba da pazzi!!
Mi dite vuoi che utilità pratica può avere una roba del genere? Ti insegnano la teoria che non ha alcuna attineza con la pratica, nessu fine utile, ma invece sotto si cela un uso pratico del passato, non solo teorie....

Così nessuno ti dice che questo tipo di cella realizzata nella forma "gravity cell", ovvero con separazione dei sali in soluzione per stratificazione, è stata una delle prime batterie ad alimentare le prime linee telegrafiche dei primi del '900, la sua vera forma robusta, ed in grado di alimentare qualcosa di pratico è questa:



Dimenticate il ponte salino e gli alambicchi da laboratorio, via via, ragioniamo su roba pratica ed utile a qualcosa

Economiche e facili da fare di sicuro, però come per ferro anche io ho difficoltà a trovare zinco puro, lo trovo solo come strato superficiale per le cose zincate, ma per fare delle prove posso rimediare con le pile scariche, smontandole dovrei ottenere il cilindro di zinco spero....

Comunque non capisco come il solfato di rame e il solfato di zinco si stratifichino in quel modo, per carità per fortuna che è così, ma leggendo su wikipedia il solfato di rame è meno denso del solfato di zinco e allora com'è possibile che resta sul fondo l'azzurro (solfato di rame) e non si mescolano o si scambiano posizione? Forse ho capito male qualcosa io....

Ad ongi modo, se ho capito bene la lezione di chimica, lo zinco si riduce creando nuovo solfato di zinco che è solubile e si mischia con l'acqua stratificandosi nella parte alta, il solfato di rame dimminuisce depositando rame metallico sul fondo, sull'elettrodo di rame.

Testeremo se ricaricando avviene il contrario, ovvero il rame rigenere solfato di rame e il solfato di zinco dimminuisce rigenerando zinco sull'elettrodo negativo.

E' importante evitare che l'elettrodo di zinco entri a contatto con lo strato azzurro della soluzione di solfato di rame se no è come mettere in corto l'elettrodo negativo e corrode lo zinco in quella parte generando rame su di esso.

E' ovvio che una cella del genere è solamente ad uso stazionario, se la si muove i due strati si mischiano e si scarica o smette di funzionare, però visto che nel nostro forum cerchiamo prevalentemente soluzioni di accumulo statiche per impianti ad isola nessuno vieta di fare le celle sul posto e poi evitare di scuoterle, giusto?

Leggendo diverse fonti ho notato ci sono tanti modi per realizzare la cella, uno in particolare mi ha incuriosito molto semplice, contenitore, elettrodo di rame sul fondo con la parte che sale verso l'alto isolata, cristallo di solfato sul fondo sopra il rame, elettrodo di zinco ben fissato in alto, versare acqua distillata.
Il cristallo azzurro di solfato di rame inizia a sciogliersi, si mette in corto per un periodo iniziale la cella così che lentamente lo zinco crea uno strato iniziale di solfato di zinco "rubando" un pò di solfato di rame dalla soluzione, dopo un corto iniziale di formazione la corrente dovrebbe salire e la cella è pronta per essere usata.

A parte la possibile reversibilità da testare, di questa cella elettrochimica mi intriga il fatto non indifferente che le materie attive sono liquide in soluzione, quindi credo di intuire che la sua capacità non è dovuta dalla superfice degli elettrodi ma da quanti litri di solfato di rame abbiamo e da quanti Kg di zinco pieno vi sono in cima, bisogna capire in quale rapporto ovviamente.
A differenza di altre soluzioni elettrochimiche come le piombo-acido, nichel-ferro, ecc.. dove ossidi, idrossidi e solfati non sono solubili e ricoprono la superfice delle piastre obbligando a creare superfici enormi con diverse tecniche, qui dovremmo in teoria semplificare le cose lavorando in peso e volume, l'unico neo è la resistenza interna poichè bisogna tenere una distanza minima tra rame e zinco per non far mischiare i due strati di soluzione e immagino che la cosa limiti la corrente massima di spunto.

Per la tensione di 1V non mi preoccupo, metteremo insieme più celle, basta che vi sia un minimo di reversibilità delle reazioni, e qui il fatto delle bollicine di gas per elettrolisi in fase di ricarica a cui fà riferimento Kekko potrebbero essere un problema, in quanto nelle piombo-acido hanno il potere di rimescolare l'elettrolita che si stratifica, ma a differenza delle piombo-acido che traggono vantaggio dal rimescolamento, in questa pila di Daniell mischiare i due strati di elettrolita diverso potrebbe voler dire la morte della cella.
Si potrebbe ovviare caricando a tensione costante, mi apre di ricordare che la tensione di inizio elettrolsi sia 1,6V, non sò se cambia con i solfati presenti in soluzione, ma visto che la cella eroga 1,1V nominale posso azzardare che non servano più di 1,4 - 1,5V per ricaricarla.

Un dubbio che mi sorge ora è come fare a capire i due estremi di scarica profonda e ricarica completa, seguendo il ragionamento logico delle reazioni che avvengono in fase di scarica consumiamo lo zinco, quindi se scarichiamo troppo la cella dissolviamo completamente lo zinco e non avendo più un elettrodo non possiamo più ricaricare!!!

All'opposto se ricarichiamo troppo la cella potrebbe succedere che si dissolve l'elettrodo di rame?

Un altra foto dell'epoca:





Ciao a tutti, ho fatto delle prove veloci, simulando quello visto nel filmato e disegno, ho messo una placca di rame sul fondo, acqua distillata e alcuni cristalli di solfato di rame, il soflato si scolgie abbastanza velocemente formando uno strato azzurro che si auto-contiene sul fondo, man mano che raggiunge 2 cm di strato pare che si fermi il dissolvimento dei cristalli.

Dalla placca di rame ho lasciato un ritaglio piegato che viene in superfice a portare il contatto elettrico all'esterno, isolando questo segmento con un tubicino di gomma ad evitare che la parte superiore di rame contamini i sali di superfice o provochi correnti di dispersione.

Ho effettuato veloci prove con 3 metalli diversi come elettrodo negativo ottenendo le seguenti tensioni:
1) ferro zincato = 1,08V (come ci si aspettava)
2) alluminio = 0,4V (prova fatta per ferro, mi pare un pò basso...)
3) ferro = 0,8V e con un altro tipo di ferro 0,7V (pare promettere meglio dell'alluminio)

Non ho usato solfati dei metalli sopra provati disciolti nello strato superficiale della soluzione perchè non ne sono in possesso, quindi per ora provo la tecnica di lasciare in corto la cella lasciando che lentamente la reazione elettrochimica disciolga il metallo superiore rilasciando solfato del metallo stesso in soluziohne (credo).

Leggendo su wikipedia in merito al solfato di zinco, di ferro e di alluminio mi pare di capire che dovrebbero tutti galleggiare sopra al solfato di rame, farò delle prove, se mi sbaglio pace i risultati detteranno le conclusioni.

In questo veloce esperimentino le correnti di corto con tutti i tre metalli erano sempre intorno ai 10-15mA, però si è mantenuta costante per 2 giorni di fila, la lamiera zincata è diventata tutta scura e pare prendere un colore marroncino, che sia rame depositato?

Vorrei provare con zinco puro pieno ma al momento non ne sono in possesso, quindi per ora proverò o con ferro zincato o con ferro e basta e vediamo cosa succede.

Ok, mi hai incuriosito abbastanza Keyosz, ora metto subito al lavoro la lastra di zinco che ho (ammesso che la ritrovi)!
Fra l'altro voglio provare la chimica rame - ferro, in quanto il solfato di ferro si usa sempre come concime in agricoltura non costa niente e se ne trova a quintali. Vado e vi faccio sapere.


Solfato di ferro? ma dove?
E' mai possibile che i due consorzi agrari in cui vado io non hanno mai un bel niente?

solfato di alluminio... no!
solfato di zinco... no!
solfato di ferro.... no!
solfato di rame.... si! (e volevo vedere con tutte le viti qui)

poi non trovo ossido di zinco, biossidi di titanio, pigmenti in genere, ceramica in polvere, niente!!!
telefonini tanti e di tutti i generi, quelli si!

ma uffa


Va beh che per il solfato di ferro posso rimediare con solfato di rame e ferro immerso per una notte, o acido solforico e ferro immerso....

Se hai solfato di ferro, fai una prova, vedi tra solfato di rame e solfato di ferro quale dei due galleggia sopra l'altro per favore, e anche il solfato di ferro sciolto in acqua che colore prende?

E' per riconoscerlo, in quanto il solfato di rame è facile è blu intenso

Il solfato di ferro è verde, se ti serve qualcosa dimmelo che ti spedisco tutto, non c'è problema!! Ho tutte le cose che hai scritto, anche il biossido di titanio e l'ossido di zinco, per curiosità, ma che ci devi fare i pannelli fotovoltaici ai mirtilli?? Io stavo provando a fare la giunzione ossido di zinco e ossido di rame per fare i famosi pannelli fotovoltaici di mittiga, anche se rendono solo il 2% non costano nulla però.

sto facendo tutte le prove poi vi dico...

Allora eccomi qua, ho allestito la cella da 1V, ho fatto proprio come nel video, ho prima tagliato le due lamine una di rame e una di zinco, poi ho messo quella di rame sul fondo, e ho riempito di acqua. Poi ho lasciato cadere un cristallo di solfato di rame sul fondo e pian piano ho versato del solfato di zinco sulla superficie. Dopodichè ho immerso la lamina di zinco, e la cella ha preso a funzionare, 1.09 V e 25 mA. Ora sono più di due ore che eroga i 25 mA e non vuole saperne di scaricarsi, domani proverò a vedere che succede. Spero che la reazione sia reversibile, l'unica cosa che potrebbe succedere, è che la soluzione di solfato di zinco sia troppo diluita e quindi gli ioni di zinco quando si staccano reagiscono con l'acqua per dare idrossido di zinco, insolubile e gelatinoso. Se riusciamo ad evitare questo io penso che dovrebbe ricaricarsi.

Staremo a vedere... intanto un po' di foto!

kekko.alchemi il 2/3/2010, 4:14
Reila Zinco-Rame

Sto guardando proprio adesso, la cella eroga 31 mA, e lo zinco frigge come se ci fosse un elettrolisi, intorno si è formato l'idrossido di zinco che avevo previsto, questo non gioca a nostro favore, in quanto per riottenere zinco metallico servirà un acido che sciogli l'idrossido di zinco e lo trasformi ad esempio in solfato di zinco pronto per diventare zinco metallico con l'elettrolsi. Il rame entrerà in soluzione senza problemi con la ricarica. Ho paura che bisognerà utilizzare i setti porosi, ma per una soluzione così innoqua il legno sembra essere un ottimo candidato.

Bisognerebbe rendere la parte con lo zinco leggermente acida con dell'acido solforico, così quando si formano gli ioni di zinco si trasformeranno in solfato di zinco. Anzi se facciamo così la cella sarà ricaricabile per forza. L'unico problema sarà l'auto scarica perchè quando si formerà lo zinco metallico avremo molto acido concentrato, a cui è stato strappato lo zinco, pronto ad attaccare lo zinco, che lo convertirà nuovamente in solfato di zinco. Dovrebbe succedere che anche se non preleviamo corrente lo zinco tornerà in soluzione perchè è troppo reattivo con l'acido solforico.

A questo punto anche se la cella fosse ricaricabile (sicuramente) avrebbe un autoscarica da record, e quindi non andrà bene per i nostri scopi. Quello che mi viene in mente è però un altra cosa. E se come elettrolita utilizziamo soda caustica?? Lo zinco reagisce con la soda caustca come l'alluminio ma mooooooolto più lentamente, la reazione durerebbe qualche settimana. Ma questo significa che anche con la soda caustica la pila dovrebbe funzionare. La reazione diventerebbe simile ad una Ni-Cd dove gli idrossidi fanno da padroni, si potrebbe provare, e sarebbe davvero molto economica, daltronde esistono già le pile Ni-Zn hanno solo il difetto di durare poco se caricate male o lasciate in riposo per via dello zinco che entra in soluzione, ma non è il nostro caso. Come funziona la Ni-Zn dovrà funzionare anche la Cu-Zn in soluzione alcalina... Domani provo questa nuova cella.

Saluti kekko

kekko.alchemi il 2/3/2010, 4:44
Reila Zinco-Rame

Non ce la facevo, prima di andare a dormire dovevo ricaricarla per forza... ebbene si RICARICAAAAA!! Quel bianco che vedevo non era idrossido zinco ma solfato di zinco che aveva saturato la soluzione, come gli ho dato un po' di carica tutto lo zinco in soluzione si è attaccato sulla lamina di zinco facendola diventare una vera spugna con ramificazioni lunghe 3 - 4 mm. Penso che la strada sia davvero giusta questa volta. Devo provare a farne una più grande fatta un po' meglio. Quindi alla fine questa pila è una pila secondaria...

Keyosz il 2/3/2010, 10:02
Reila Zinco-Rame

Incredibile, hai fatto le ore piccole per la zinco-rame

Spero di non averti sulla coscienza se oggi sarai in giro come uno zombie.....

La mia cella ha preso una strada diversa, però l'ho paciugata troppo, mischiando troppi metalli, alla fine non sò più cosa c'è in soluzione nella parte superiore, anche la mia prende la carica, nel senso che dopo 3 giorni di corto secco quando aprivo i poli e misuravo dava 0,8V io però ho usato ferro zincato quindi lo strato di zinco era veramente sottile e si è sciolto tutto lasciando il ferro a reagire, insomma un mix di solfato di zinco e ferro, ho notato anche io una gelatina bianca nella parte superiore della piastra, mentre sotto deve essere precipitata sul fondo assieme al rame, non so se sia un bene.
Durante la scarica ha formato uno strato marroncino attorno al ferro + la gelatina, quindi secondo quello che hai detto tu la gelatina dovrebbe venire dallo zinco della zincatura e il marrone non so se è rame o ruggine del ferro.

Ricaricandola per tutta la notte con una corrente costante uguale a quella di corto (10mA) questa mattina buona parte del marrone si era staccato a scaglie, forse per via dell'idrogeno prodotto, e la piastra è tornata scura, miaspettavo grigio metallico, ma forse è scura per via del metallo poroso depositato, sotto carica era salita a 2V stabile, staccando la ricarica si stabilizza a 1,1V quindi lo zinco che era andato in soluzione si deve essere ridepositato sull'elettrodo, ora l'ho rimessa in corto e stà sera vedrò.

Devo fare una prova più corretta e pulita con un solo metallo al negativo e il suo solfato, bosognerebbe anche capire come ridurre la resistenza interna, bella l'idea del legno e della soluzione alcalina, ma a quel punto niente più solfato di rame.

Però l'idea che le materie attiva vadano in soluzione è un concetto quasi nuovo per mè, nel senso che la vedevo come una cosa negativa prima, ma ora intuisco le sue potenzialità, il problema e tenere le soluzioni separate, quella della cella che stratifica le diverse densità non è male, ricordi il rosso/viola che si formava con ferro-ferro in soda caustica? che magari si riesca a stratificare anche quello?

Uff quante cose da provare, non basta il tempo.

max_linux2000 il 2/3/2010, 18:13
Reila Zinco-Rame

aspettate... volete dire che se riempio 12 secchi di questa acqua "sporca" con 12 piastre in rame e altrettante in zinco, ottengo una buona batteria ricaricabile a 12 volts?

Di quanti Ah stiamo parlando immaginado di usare un secchio da 20 lt?

ciao
MaX

kekko.alchemi il 2/3/2010, 19:24
Reila Zinco-Rame

x keyosz: Hai ragione le prove sono davvero infinite, e non si finisce mai!! Le ferro-ferro non sarebbero affatto male come batteria, sarebbe da provare anche con quelle con questo nuovo sistema di sedimentazione. Oggi si ho fatto lo zombie!

ma non importa è per cose come queste che vale la pena investire ore di sonno e tempo, pensa un po' a chi sta tutto il giorno davanti alla play-station...

x max: se fai 12 secchi da 20 litri penso che una 50a di A li tiri fuori forse anche di più, considera che la mia cella mi ha dato circa 0,3 Ah ed erano 200 ml di liquidi più le due piastrine che saranno state 3 x 3 cm. Ora non so se diminuendo la resistenza interna, concentrando di più le soluzioni, e aumentando la superficie di scambio possa aumentare anche la capacità. Per adesso so soltanto che promette molto bene. Ma sarebbe da provare la versione alcalina! Anzi te che sei il convertitore di celle

perchè non provi a farla te in versione alcalina?

così ognuno avrà il suo prototipo per poter poi fare i vari confronti.

Saluti kekko

qqcreafis il 2/3/2010, 21:53
Reila Zinco-Rame

se può essere utile

dai mie vecchi esperimenti di tentativi di zincatura, lo zinco in soluzione alcalina concentrata si scioglie e fa un complesso che permette la zincatura, ovvero se si prendono due elettrodi uno di zinco ed uno di ferro e si fa passare corrente quello di ferro si ricopre di zinco metallico
lo ione zincato è Zn(OH)4-- quindi è il positivo che si zinca

kekko.alchemi il 2/3/2010, 21:56
Reila Zinco-Rame

Sisi quoto! Era infatti per questo che dicevo che la pila zinco - rame in versione alcalina dovrà funzionare per forza!

Keyosz il 2/3/2010, 22:43
Reila Zinco-Rame

Ciao a tutti, attensione che se spostate lo zinco dal negativo al positivo depositandolo fermate tutto, perchè alla fine avrete due elettrodi di zinco con differenza di potenziale 0V, uno sarà di zinco pieno e l'altro di metallo x zincato, il segreto di questa tecnica è tenere separati in qualche modo i sali generati in soluzione (stratificazione per differenza di densità o membrane microporose) in modo che ogni metallo ai due elettrodi lavori solo con il suo sale di origine o destinazione, cercando di evitare deposizioni di metalli estranei tra i due elettrodi.

Quella dei secchi la vedo un pò azzardata, stiamo ancora studiando di cosa si tratta MaxLinux, ci vorrano mesi di prove per racapezzarsi e farsi un idea più concreta, quello che conta è la superfice di contatto per aumentare le correnti di spunto e la quantità di sali nel volume di acqua per la capacità, pois bisogna capire le proporzioni di sale e metallo e abbiamo ancora mille quesiti riguardo alla coppia da usare e relativi elettroliti.

Una cosa che mi è subito parsa chiara è che la pila continua ad erogare corrente fino a corrosione completa dell'elettrodo negativo, quindi se non si ferma la scarica ad un certo punto da determinare empiricamente il metallo del negativo viene mangiato completamente, si interrompe il ciruito e non si può più ricaricare, difatti le mie prove indicano che dopo giorni di corto contua ad erogare corrente e aprendo torna alla tensione nominale, questo significa che la reazione non ha barriere di arresto come in altre celle dettate dall'accumulo superficiale di ossidi o solfati, è un vantaggio in termini di capacità perchè si lavora in massa e non in superfice, ma al contempo non ci accorgiamo elettronicamente della soglia di non ritorno, una bella novità, intrigante ma al contempo problematica a lato automazione

La mia cella paciugata ora lavora solo a ferro, sono al quarto giorno di corto e la corrente è aumentata lievemente, da 10mA a 20mA, aprendo il corto la tensione risale a 0,8V costanti, l'elettrodo di ferro è ricoperto da un ammasso marrone, tipo ruggine, la parte superiore dell'elettrolita pare più opaca e vi sono alcune particelle bianche fluttuanti che tendono verso il basso, verso il soflato di rame.

Un pò di foto a solo scopo di svago, esperimenti fatti male, spero di provare un pò meglio con i materiali giusti...

Struttura cella vuota con prima prova ad elettrodo di alluminio, subito scartato per la bassa tensione di 0,4V:

Cella riempita di acwua distillata e cristalli di solfato di rame sul fondo con elettrodo di ferro zincato, in questa foto l'elettrolita sembra tutto azzurro ma è un effetto di rifrazione, in realtà il solfato di rame (azzurro) è stratificato sul fondo come da foto successiva:

Come sopra ma vista dal fianco, si può notare la colorazione del ferro zincato dopo alcune ore di corto:

Cella sempre con elettrodo di ferro zincato dopo il quarto giorno di corto, la corrente è salita da 10mA a 20mA e la tensione a vuoto quando si stacca il corto sale subito a 0,8V:

Come sopra ma vista dal sopra, si nota la sostanza marrone che aumenta di volume (ruggine? idrossido? rame depositato?):

qqcreafis il 3/3/2010, 22:06
Reila Zinco-Rame

le due soluzioni non si mescolano per nulla ?

Il livello di separazione varia?
da cosa dipende?

Se il livello varia poco si potrebbe usare un separatore intermedio a nido d'ape per evitare rimescolamenti, e come vaschetta di contenimento dei sali.
Per avere alta capacità basta usare le soluzioni sature con sali indisciolti di riserva anche per lo zinco

Keyosz il 3/3/2010, 22:13
Reila Zinco-Rame

Con il passare dei giorni sembra che il livello di solfato di rame sale lentamente, ma credo che sia per il fatto che ho messo troppi cristalli sul fondo, che tra l'altro non si sono ancora scilti del tutto.

In realtà io stò usando al 90% ferro, non per volontà ma per conseguenza in quanto al momento ho solo ferro zincato per le prove, ad ogni modo mi è piaciuta l'idea del legno, non ho idea se funzioni, devo verificare se resiste ai solfati dei metalli in soluzione e se li trattiene tramite i suoi pori, se li tiene separati potrei azzardare una prova con tasche di legno alternando rame+solfato di rame e ferro+solfato di ferro in composizione verticale classica in una cesta.

Ma il solfato di ferro è solubile? me lo aspetterei verde ma non vedo niente di verde, solo giallo-arancio-marrone sul ferro, uno strato di quella roba che continua ad aumentare, per un profano si direbbe ruggine ma boh...

kekko.alchemi il 3/3/2010, 22:52
Reila Zinco-Rame

Si keyosz il solfato di ferro è solubile. I sali sono verdi ma quando li sciogli tendono al giallo marrone. Se il legno lo usavano come separatore nelle piombo acido e doveva quindi resistere all'acido solforico, penso che con i sali non ci siano proprio problemi, ovviamente non è che possiamo usare il truciolato, si gonfierebbe subito, penso che bisognerà usare legni più resistenti tipo ciliegio, mogano, noce... i quali si trovano molto facilmente nelle grandi ferramenta tipo castorama, bricofer... Come al solito se vi serve ve lo procuro io!

Keyosz il 3/3/2010, 23:16
Reila Zinco-Rame

A per il legno no problem, lo trovo ovunque, quello proprio non manca qui!!!

Mi segno ciliegio, mogano e noce e domani mi procuro qualcosa, per la corrosione mi diceva Ferro, che ci ha lavorato riparandole ai suoi tempi, succedeva che con gli anni il legno si spappolava in poltiglia, però al momento mi interessa di più che filtri i sali dei metali (CuSO4 e FeSo4) lasciando passare solo gli ioni così da testare meglio questa chimica dell'era dei telegrafi ma con un pò più di corrente utile.... poi sulla durata del separatore ci si penserà poi dopo se ne varrà la pena

Dici di far bollire il legno per pulirlo da impurità e residui organici prima i usarlo? o magari poi dopo apre troppo i pori e non trattiene più i sali separati?

Ad ogni modo in questa cella c'è un fattore deterrente, il rame! quello costa, altro che piombo!!!

qqcreafis il 6/3/2010, 20:31
Reila Zinco-Rame

il sofato di rame si è difuso per tutto il vaso o il livello è rimasto quello di prima o quasi ?

Saluti

Keyosz il 9/3/2010, 19:56
Reila Zinco-Rame

Il livello del solfato di rame è salito ulteriormente, ma credo che dipenda dal fatto che ho messo troppi cristalli di solfato di rame all'inizio, di fatti dopo una settimana non si erano ancora sciolti tutti, solo ora sono tutti sciolti in soluzione, quindi forse è meglio stare scarsi con i cristalli nel prossimo esperimento

Ho ottenuto la formazione di "stalagmiti" di metallo sull'elettrodo di ferro anche io dopo alcuni giorni di ricarica a corrente bassissima (10mA), ecco una foto della cella dopo diversi giorni di ricarica:

Vista la formazione di queste "stalagmiti" ho rimesso in scarica la cella con una resistenza da 1K per altri 3 giorni, la tensione è ancora stabile a 0,6V e le formazioni metalliche sono sparite!

Come aveva notato Kekko, pare che quindi la teoria che il metallo si rideposita con la ricarica e poi torna in soluzione con la scarica sia confermata, la reazione nella cella è reversibile, ora bisognerebbe aumentare un bel pò la potenza e cercare di dare maggiore regolarità al deposito di metallo nella fase di ricarica sull'elettrodo negativo

qqcreafis il 9/3/2010, 21:30
Reila Zinco-Rame

Io temo che comunque il solfato di rame diffonda per tutto il vaso, ci mette molto tempo in assenza di correnti convettive ma prima o poi arriva.

Il fatto che i liquidi si rimescolano annulla la cella?

ci vorrebbe un liquido intermedio immiscibile che conduca gli ioni ,
oppure che stia sopra a tutte e due le celle afiancate, ma quale?

La cella è sicuramente reversibile.

Saluti e buona sperimentazione

Keyosz il 11/3/2010, 8:21
Reila Zinco-Rame

Se il soflato di rame viene a contatto con l'elettrodo negativo di zinco o ferro si avvia la reazione direttamente sull'elettrodo, autoscaricando la cella e depositando rame sul negativo.

Ma per ora gli strati rimandono ben distinti, il fatto che l'80% del vasetto è diventato blu è a causa di un mio errore nel sovradosaggio di solfato di rame, sono sicuro che se ne mettevo di meno restava più basso lo strato blu, beh proverò a verificare questa mia teoria al prossimo esperimento

Concordo sul fatto che minimi movimenti miscelano i sali in soluzione e pregiudicano il buon funzionamento della cella, ma come già saprete io sono alla ricerca di soluzioni elettrochimiche per uso stazionario

qqcreafis il 11/3/2010, 11:07
Reila Zinco-Rame

quindi se ricarichi la cella il livello del solfato dovrebbe diminuire?

oppure rimane dove è arrivato e semplicemente si deconcentra e diventa più trasparente.

In effetti la diffusione è ostacolata dalla gravità e facilitata dalla temperatura (agitazione termica) quindi la ricarica sequestrando ioni rame dovrebbe far abbasare il livello del rame però solo se il sistema è in equilibrio .

Per rendere la cella un minimo più maneggiabile basterebbe mettere un sistema a nido d'ape che intercetti lo strato di separazione per una certa altezza o addirettura una spugna(?)

Saluti

Keyosz il 22/5/2010, 14:22
Reila Zinco-Rame

Dopo aver trovato per vie traverse un lingotto di zinco puro (e sottolineo puro, non ferro zincato, ma zinco!!!)

ho voluto rifare l'esperimento della cella di Daniell in modo più serio avendo questa volta un elettrodo di zinco pieno, da un amico con sega a nastro mi sono fatto tagliare qualche elettrodo:

Non avendo il solfato di zinco ho sciolto del solfato di rame in acqua distillata per poi lasciare immerso il pezzo di sinco una notte intera facendo depositare il rame e lasciando una soluzione credo satura di solfato di zinco, con questa soluzione ho riempito il barattolo nella foto seguente dove ho posizionato l'elettrodo di rame sul fondo e tenuto in sospensione il pezzo di zinco nella parte alta, appena ho lasciato cadere sul fondo dei cristalli di solfato di rame il tester ha iniziato a misurare in corto 160mA e circa 1,08V a vuoto:

Man mano che il solfato di rame si scioglieva la corrente aumentava sensibilmente fino ad un massimo di circa 180mA:

Tale corrente è rimasta invariata fino al giorno seguente quando l'azzurro del solfato di rame si era quasi del tutto consumato lasciando una soluzione quasi trasparente (solo solfato di zinco?) depositando uno strato poroso di rame sull'elettrodo nel fondo:

Ho stimato una capacita di circa 1Ah con la cella in corto, da notare che appena si rimuove il corto la tensione a vuoto ritorna subito sopra 1V, purtroppo la resistenza interna della cella è molto elevata ma credo che sia da imputare alla elevata distanza tra gli elettrodi, del resto per non far entrare a contatto il solfato di rame (azzurro) con lo zinco è l'unico modo se no la cella si autoscarica sullo zinco direttamente se entra a contatto con lo strato basso di solfato di rame.

Ricaricando la cella si rideposita zinco poroso sull'elettrodo di zinco e si riforma lo strato azzurro di solfato di rame sul fondo e il ciclo ricomincia, ancora una volta ho stimato circa 1Ah di scarica, quindi la capacità in questo tipo di cella è determinata dal volume di solfato di rame e solfato di zinco messi in gioco:

Ho voluto poi anche provare a vedere se in fase di ricarica il solfato di zinco si riconverte in zinco depositanto zinco anche su un metallo inerte come una placcetta di acciaio inox e funziona:

Questa ultima prova l'ho fatta perchè se si vuole usare una cella di questo tipo seriamente per qualcosa di pratico si deve tenere presente le condizioni di sovraccarica in cui l'elettrodo di rame si dissolverebbe completamente e le condizioni di scarica profonda in cui l'elettrodo di zinco potrebbe consumarsi completamente, in entrambi i casi il circuito si interromperebbe e che io sappia non ci sarebbe un metodo sicuri a livello elettronico per controllare i due estremi di fine corsa dei cicli, così pensavo che usando un metallo inerte come supporto dei metali attivi si fermerebbe la reazione quando uno dei due metalli si esaurisce senza perdere la reversibilità della situazione.

max_linux2000 il 22/5/2010, 14:50
Reila Zinco-Rame

Mitico!!! ora ti toccherà comprare 12 taniche da 5 litri e fare la versione grande per alimentare per esempio qualche lampada del giardino!

Non ho capito una cosa... in condizioni normali e senza carico, la cella si autoscarica? se si in quanto tempo?

Keyosz il 24/5/2010, 21:01
Reila Zinco-Rame

La cella non sembra presentare autoscarica o per lo meno deve essere molto bassa, per esempio l'avevo ricaricata la settimana scorsa e dopo una settimana a riposo ha erogato circa la stessa capacità, sembrerebbe che fin tanto che il solfato di rame (strato azzurro) non tocca lo zinco l'autoscarica è molto bassa.

Dopo la prova dell'acciaio inox vorrei procurarmi delle retine di inox e realizzare i due elettrodi con esso nella speranza che resti inerte alle reazioni lasciando uno strato conduttore sempre integro ai due poli.

Per un prototipo più grande è ancora troppo presto, siamo ancora lontani dalle prestazioni delle piombo-acido, inoltre mi piacerebbe escogitare un sistema per tenere separati solfato di rame e solfato di zinco con una cella a piastre in verticale per provare a dimminuire la distanza tra le piastre e provare così a ridurre la resistenza interna, ma come al solito non ho idea di cosa usare, ricado sempre sul legno ma credo che quello che guadagno dimminuendo la distanza lo perdo con la resistenza introdotta dal materiale, boh... qualsiasi siggerimento è ben accetto, in particolare da chi se ne intende di chimica

qqcreafis il 24/5/2010, 22:06
Reila Zinco-Rame

funzionerà un separatore in gesso CaSO4 ? (un sottile strato) è un solfato poroso e poco solubile ......

kekko.alchemi il 24/5/2010, 23:28
Reila Zinco-Rame

Il miglior materiale inerte è sicuramente la ceramica, però effettivamente una prova con il gesso la farei!! Specie se l'elettrolita è sempre un sale dell'acido solforico.

qqcreafis il 25/5/2010, 12:30
Reila Zinco-Rame

la mia speranza recondita è che in qualche modo ostacoli gli ioni metallici e faciliti gli ioni so4--

Keyosz il 26/5/2010, 21:30
Reila Zinco-Rame

Ottimo spunto, da provare...
Ma non si scioglierà/sfalderà immerso costantemente in acqua?
E usare sottili pareti di carton-gesso?
Mi procurerò qualcosa da provare, ci risentiamo tra una settimana o due

max_linux2000 il 27/5/2010, 14:33
Reila Zinco-Rame

sognando ad occhi aperti... se si usasse la versione originale di questa pila di daniell, assumendo i difetti ovviamente, per accumulo energia in grande stile a prezzi tutto sommato economici.

usando per esempio i bidoni plastici da 25lt dell'olio da cucina e mettendone 12 in serie per ottenere 13 volts. Se concentrando le soluzioni si riuscisse ad ottenere 2 Ah/litro avremmo una batterie da 50Ah a 12 volts..600 watt. Pochini confrontandola con una batteria al piombo, ma i costi dell'elettrolita sono bassissimi e pure i contenitori sono gratis. Unico problema sarebbe lo zinco.... quanto costa al KG?

ho giusto dietro casa una ventina di bidoni in polietilene trasparente che stanno li a far "gnente"

Ferrobattuto il 27/5/2010, 17:12
Reila Zinco-Rame

CITAZIONE (max_linux2000 @ 27/5/2010, 15:33) [quote].....ho giusto dietro casa una ventina di bidoni in polietilene trasparente che stanno li a far "gnente"

Che dimensioni hanno? Non è che ci puoi fare dentro ognuno un bell'elemento al piombo di grosso calibro? Sai, con 12 ti ci fai un bell'impianto a 24, e se hai due serie puoi raddoppiare la capacità....

max_linux2000 il 27/5/2010, 18:13
Reila Zinco-Rame

sono da 25 litri, circa 50x30 cilindrici con i manici ad anfora.

ma non posso usarli per il piombo in quanto peserebbero troppo e la plastica non reggerebbe il peso, visto che ogni elemento peserebbe... 280 KG!!!!

e chi lo sposta poi?

Certo che se da un paio di sali ed acqua si potesse ricavare una batteria, allora verrebbe meno il problema.

Di questi bidoni me ne portano un paio la settimana e non mi ci vorrebbe molto a fare dei gruppi da 12 collegati in parallelo per ottenere buone prestazioni. Per esempio potrei usarli come doppio uso dentro la serra in inverno per mantenere il calore accumulato durante il giorno (il sole scalda) e allo stesso tempo contenere energia elettrica.
Il fatto che contengano poca energia non li rende affatto disprezzabili dal mio punto di vista. Lo spazio non mi manca infatti.

Un altro punto a favore è il fatto che apparentemente non soffrono di autoscarica.

A quanto ho capito i due elementi non sono inquinanti vero? Immaginiamo che mi si rompa un bidone dentro la serra!!

ciao
MaX

Keyosz il 27/5/2010, 21:17
Reila Zinco-Rame

Il solfato di rame non dovrebbe inquinare in quanto lo usano sulle viti, ma sicuramente è velenoso per ingestione

, il solfato di zinco non ho idea, mentre i due metalli (rame e zinco) non dovrebbero presentare alcun rischio per la salute, anzi lo zinco lo tocchiamo tutti i giorni è ovunque, la maggior parte delle strutture metalliche di acciaio sono zincate.

Quindi il sistema daniell dovrebbe presentare impatto ambientale molto basso, è solo da evitare di bere il solfato di rame

(come del resto si evita di bere i detersivi e la benzina

)

Sul prezzo non saprei, perchè dalle mie parti il solfato di rame costa 5€/Kg e il solfato di zinco non lo trovo, quindi lo formo con immersione di zinco nel solfato di rame facendo precipitare polvere di rame, il chè è un processo più costoso che non recuperare solfato di zinco direttamente, il rame costa abbastanza ma serve solo per una piastra sul fondo, mentre lo zinco serve massiccio per l'elettrodo negativo che si consuma, dovrebbe costare meno del piombo se trovato grezzo in lingotti, ma se sotto forma di lamiera costa fino a 4-5€/Kg per via della lavorazione credo.
Quindi a conti fatti un grosso accumulo zinco-rame finisce a costare più di un accumulo al piombo-acido fatto con il materiale di recupero delle batterie usate....

Sì la cella accumula in litri, ma attenzione che all'aumentare della distanza tra rame e zinco (altezza della cella) aumenta anche la resistenza interna, difatti questo è un pò il punto debole, ovvero per aumentare la corrente in uscita si dovrebbe appiattire la cella, ma così facendo si aumenta la percentuale di solfato di rame che entra in contatto con lo zinco e si autoscarica, è da trovare la giusta proporzione.

Anche io, come Maxlinux, non ho problemi di spazio, ed un sistema del genere lo vedo bene come accumulo a lungo termine, ovvero ricariche lente nei giorni di sole e scariche lente ad aiutare gli accumulatori al piombo nelle settimane di nuvolo, una riserva ad uso lento per mitigare l'usura degli accumulatori primari al piombo nei lunghi periodi di bassa insolazione, non penso all'accumulo stagionale perchè servirebbe una piscina per ogni elemento

max_linux2000 il 27/5/2010, 22:20
Reila Zinco-Rame

Si, infatti anche io non lo intendo come accumulo stagionale, quanto come riserva extra, oppure per avere luce nella serra/giardino/orto durante l'inverno, magari con lampade led... cosa da poche decine di watt insomma.
Oppure come risorsa estrema quando tutte le altre fonti fanno cilecca.

A dire il vero non esiste nulla a nostra portata che si possa usare come accumulo stagionale... peccato!

Riguardo la resistenza interna.... vorrei capire una cosa.

Immaginiamo di avere 2 accumulatori da 100Ah, Se uno dei 2, ha una grossa resistenza interna, potrà fornire poca corrente in uscita... (si dice "di spunto"?), mentre al contrario l'altro con resistenza molto bassa avrà forti correnti di spunto.

Ma i due accomulatori avranno la stessa capacitá applicandogli un carico basso?... ne senso la resistenza interna, consumerà parte della corrente accumulata o semplicemente frenerà la corrente in uscita?

ciao
MaX

Keyosz il 27/5/2010, 23:01
Reila Zinco-Rame

Entrambe le cose, frena la corrente in uscita, e facendo questo abbassa la tensione ad ogni amper in più che si chiede, questo abbassamento di tensione determina anche una minor potenza sul carico in uscita ma la chimica interna a potenza la eroga tutta, solo che la porzione di watt che si perde viene dissipata in proporzione sotto forma di calore nell'elettrolita che funge da resistenza, per esempio la cella che ho fatto di prova a 100mA scende a 0,6V circa, quindi essendo che la chimica internagenera un voltaggio di 1,1V il 0,5V mancanti vengono dissipati in calore nell'elettrolita, quindi nel complesso viene erogata tutta la potenza immagazzinata ma una parte di questa non ariva al carico esterno e dissipa internamente, nel caso della mia prova essendo la corrente di 100mA avevo 0,1A*0,6V=0,06W sul carico e 0,1A*0,5V=0,05W in calore nell'elettrolita interno, più la corrente si abbassa, ovvero più la scarichiamo lentamente, più il rapporto si sposta a favore del carico esterno migliorando l'efficenza globale del sistema.

Questo è il principio di base che si applica un pò su tutte le celle elettrochimiche poi però intervengono anche altri fattori fisico-chimici tipici di ogni particolare chimica presa in considerazione, come per esempio il fatto che nelle piombo-acido una scarica veloce consuma le materie attive più vicine alle griglie collettrici formando uno strato di solfato isolante che inibisce il contatto elettrico con le materie attive più esterne limitando la quantità di ossidi sfruttabili e riducedo la capacità.

Nella cella di daniel in questione ho notato che la scarica in corto circuito forza una leggera deposizione di rame metallico sullo zinco in cima, fatto controproducente in quanto il rame dovrebbe sempre restare sul fondo.

Per concludere rispondendo alla tua domanda: si con una corrente molto bassa entrambi gli accumulatori avranno la stessa capacità

max_linux2000 il 27/5/2010, 23:24
Reila Zinco-Rame

grazie per la risposta, ma ho un'altra domanda

giusto per fare un paragone e stabilire l'ordine di grandezza vorrei paragonare una batteria piombo/acido con quella di Daniell.

Ad una piombo/acido possiamo scaricarla a regime di C10 per farla durare a lungo... e quella di Daniell? Sarebbe troppo chiedere C5?

Ferrobattuto il 28/5/2010, 6:41
Reila Zinco-Rame

Naturalmente sperimentare non fa male, anzi, è d'obbligo, ma secondo me stiamo ripercorrendo una tecnologia abbandonata per ovvi motivi.....
Il setto poroso, la separazione degli elettroliti, il pericolo della deposizione galvanica e quello della polarizzazione, l'alta resistenza interna ecc, hanno fatto sì che questo tipo di pile vanisse abbandonato a favore di altre con molti meno problemi. Inoltre i due metalli che la costituiscono sono costosi, di difficile riciclaggio e con lavorazione problematica. Il rame lo si trova facilmente come scarto, ma se se ne dovesse comprare una gran quantità per fare un grosso sistema di accumulo costerebbe un botto di soldi. Anche lo zinco non scherza, si trova più difficilmente del rame e costa quasi altrettanto.
A come la vedo io per il fai-da-te ci sono troppi problemi.

Keyosz il 29/5/2010, 10:25
Reila Zinco-Rame

Le celle che ho realizzato fino ad ora non erogano più di C10 in corto secco, ovvero questo è il loro valore massimo assoluto in una condizione estrema che però non è sfruttabile in quanto la tensione è 0V in tale situazione, da altre prove frettolose non posso darti dei dati certi in quanto le conosco solo 1 decimeo delle piombo, ma ti posso dire che in regime C20 la tensione era di circa 0,6V quindi deduco con ragionevole margine di approssimazione che questo tipo di celle debbano lavorare in un regime compreso tra C60 e C100, è per questo motivo che le vedo bene come accumulo secondario di supporto ad un accumulo primario al piombo o al nichel-ferro.

Tieni presente che io mi riferisco a celle relizzate in barattolini dove la distanza tra i due elettrodi non superava i 10cm, essendo la resistenza interna a determinare il regime ottimale di scarica Cx bisogna considerare che aumentando la distanza tra gli elettrodi aumenterà la quantità di elettrolita che la corrente ionica deve attraversare e di conseguenza anche la resistenza interna e il valore di Cx, quindi celle più alte aumentano la quantità/strato di solfato di rame accumulabile quindi la capacità ma impongono anche una scarica ancora più lenta.

Pensa che durante il corto circuito si possono vedere a occhio nudo i flussi ionici o di interscambio di solfai nell'elettrolita, sono poco visibili ad occhio e quindi difficilissimi da far venire in foto, ma si vedono come tanti filamenti di diversa densità che scorrono dallo zinco verso il rame in verticale, aprendo il circuito esterno (rimuovendo il corto) spariscono in una decina di secondi.

Ferro ha menzionato la deposizione elettrolitica di rame come uno dei problemi e lo confermo, difatti deposizione di rame sull'elettrodo di zinco ne determina un calo di prestazioni ed autoscarica, ma ho notato che avviene solo se lo zinco è troppo vicino allo strato di solfato di rame oppure durante il corto circuito, condizioni che se il sistema è ben progettato non dovrebbero verificarsi.

Concordo con Ferro riguardo al prezzo, non solo per il costo del rame, che comunque qualora servono quantità si possono spuntare prezzi onesti, ma per il fatto che bisognerebbe comprare tutto il materiale da nuovo, mentre con le piombo si recupera elettrolita e materie attive dalle batterie dismesse, il chè abbassa di parecchio il prezzo finale della realizzazione.

Ad ogni modo questa cella è interessante per la semplicità di realizzazione, nella sua forma a stratificazione per gravità, e per il fatto che si vede a occhio nudo le materie attive e la loro quantità, nel senso che vediamo formarsi ed alzarsi lo strato azzurro di solfato di rame in fase di ricarica e lo vediamo sbiadirsi e scomparire in fase di scarica, questo significa una facile intuizione dello stato di carica senza strumentazione o algoritmi software di monitoraggio, dall'altro canto, però, la sua tensione a vuoto molto stabile al valore di 1,08V la rende difficile da monitorare da un sistem automatico avvalendosi solo del valore di tensione....

Resta comunque interessante come accumulatore che non soffre di alcun effetto collaterale nello stato scarico, come per le nichel-ferro, e che apparentemente presenta una bassissima autoscarica se gli elettrodi sono alla distanza giusta, anche se non ho ancora quantificato con esattezza, credo che per un sistema se rio di accumulo si possa andare a spendere come le nichel-ferro nuove.

max_linux2000 il 29/5/2010, 10:50
Reila Zinco-Rame

CITAZIONE (max_linux2000 @ 28/5/2010, 00:24) [quote]Ad una piombo/acido possiamo scaricarla a regime di C10 per farla durare a lungo... e quella di Daniell? Sarebbe troppo chiedere C5?

opss!! ho dimenticato uno "0", volevo dire C50 e non C5, scusassero

in realtà non avevo capito bene la scala di scarica delle batterie.

cmq keyosz, se mi dici che bisogna scaricarle a C100 per stare sicuri, non so se ne valga la pena, considerando il basso costo delle batterie del recupero auto, le quali hanno ancora buone prestazioni sufficenti per fare funzionare un'automobile.
Unito a quello che dice Ferro, mi sa che non ne vale la pena se non a livello sperimentale o poco più.

A meno che tu non predisponga di 48 bidoni da 200 litri per ottenere 48 volts a 400Ah = 19kW ma con spunto di soli 4 A (192 wattt)

ciao
MaX

Keyosz il 29/5/2010, 11:21
Reila Zinco-Rame

Beh, tralasciando per un attimo l'eventuale costo, 200W costanti 24 ore su 24 sarebbero un aiuto non indifferente al banco primario al piombo per esempio durante 4 giorni di nuvolo scuro, limitando la scarica e solfatazione delle piombo primarie e poi lasciando le zinco-rame anche settimane in attesa di una ricarica sempre lenta e protratta nei 4 giorni imposti dal suo rate.

Concordo che vi sono altre strade più facili e sicure, non a caso sperimento con le materie attive delle batterie al piombo e ne ho accumulate una pigna di quelle usate in garage in attesa di trovare il metodo giusto e partire con una produzione in serie

Però dovete ammettere che siamo partiti dai libri di testo che la davano come pila primaria che quindi secondo quello che ci veniva insegnato non si poteva ricaricare, dalla pila a ponte salino che eroga micro-ampere e quindi non serve a niente per finire ad avere dei prototipi che erogano mezzo ampere e si ricaricano, con capacità di 5Ah, mi verrebbe volgia di prendere le false informazioni che circolano e metterle al rogo, altro che le povere streghe del medioevo!

Quindi questa sperimentazione insegna anche che è sempre meglio sperimentare e non fermarsi su quello che si legge o ci viene detto

Ahh dimenticavo, ho realizzato un altro prototipo di cella daniell, ottenendo una corrente di corto di 0,4-0,5A ed una capacità di circa 5Ah, realizzata con elettrodi di una retine fine di acciaio inox per provare a vedere se funziona e se si riesce ad impedire la corrosione completa dei due elettrodi nelle due fasi estreme di utilizzo (sovraccarica e scarica completa).

Il sistema sunziona bene per i primi 3-4 cicli poi sembra perdere prestazioni, non sò se è l'inox che crea una bariera chimica o galvanica con i metalli attivi o altro, perchè lo zinco si deposita, anche se in modo irregolare, ma il rame sembra avere difficolta a ridepositarsi sull'inox, boh... era una prova, la rifarò con i metalli puri agli elettrodi.

Elettrodo positivo (griglia inox) posizionato sul fondo e scioglimento dei cristalli di solfato di rame:

A soluzione satura di solfato di rame immergo un pezzo di zinco puro per consumare il soflato di rame depositando rame metallico in polvere sul fondo e trasformare la soluzione in solfato di zinco:

Processo concluso (ci sono voluti 2 giorni), si vede la soluzione trasparente e tutto il rame depositato sul fondo:

Posiziono l'elettrodo negativo nella parte alta della cella e aggiungo un pò d'acqua distillata per raggiungere il livello opportuno:

Cella dopo alcuni giorni di ricarica a 200mA, come potete vedere il solfato di zinco si è consumato depositando zinco metallico in modo irregolare sull'elettrodo superiore negativo e parte del rame sul fondo si è consumato rilasciando solfato di rame (blu) in soluzione nella parte bassa (il segreto per non rimescolare gli elettroliti stà nell'evitare che la tensione in fase di ricarica superi gli 1,4V in modo da evitare elettrolisi e formazione di bollicine):

Visuale da sopra delle'elltrodo negativo:

Corrente di corto a cella carica (che culo che valore preciso...., dopo 4 cicli di scarica e ricarica si era assestato su 0,44A):

Tensione a vuoto dopo circa 3 ore di corto:

Stato della cella scarica dopo 4 cicli quando inizia a rispondere male, ovvero quando la griglia inferiore non riassorbiva più il solfato di rame in fase di scarica:

max_linux2000 il 29/5/2010, 12:33
Reila Zinco-Rame

bell'esperimento e senz'altro hai ragione tu a sperimentare, purtroppo non posso seguirti, ora sono preso con il pannello solare, ho appena ordinato il vetro

...certo che se questa pila di daniell riuscisse a rendere 4 o 5 Ah per litro, allora potrebbe essere interessante anche suil piano pratico, del resto se ci alimentavano i telegrafi, tanto male non doveva essere..

ciao
MAX

qqcreafis il 29/5/2010, 12:44
Reila Zinco-Rame

spesso i libri di testo sono pieni di leggende metropolitane, di cose inesatte che vengono tramandate da copiatore a ricopiatore dei libri

a2000 il 17/7/2010, 19:42
Reila Zinco-Rame

ma niente più andrà perso «[u]Come... lacrime... nella pioggia[/u] :

Il Telegrafo Morse
pagina 20: la gloriosa "Pila Italiana"

[URL]http://www.introni.it[/URL] (sezione vecchie riviste)


il sito è un must per TUTTI, atei e devoti della lima e della sega

max_linux2000 il 17/7/2010, 19:44
Reila Zinco-Rame

molto interessante... ma potresti mettere un link diretto alla pagina o al pdf a cui ti riferisci? non trovo la rivista

ciao
MaX

a2000 il 17/7/2010, 19:54
Reila Zinco-Rame

non mi prende l'URL diretto.

Comunque è

introni.it > Vecchie riviste > Libri > Il Telegrafo Morse

La sezione "Vecchie riviste" è una miniera

max_linux2000 il 17/7/2010, 20:03
Reila Zinco-Rame

davvero una miniera!!!

ad una tale provocazione esiste una sola e contundente risposta!!

# wget -m -c -k www.introni.it/

ciao
MaX

a2000 il 17/7/2010, 20:06
Reila Zinco-Rame

cioè scarichi tutto a gargarozzo ?

max_linux2000 il 17/7/2010, 20:21
Reila Zinco-Rame

si, ho una connessione degna della spagna, e quindi 5 kb/s poco più di un modem analogico che usavo 10 anni fa

ci inpiegherò 15 giorni

ma quelle riviste le sfogliavo da bambino, erano quelle vecchie di mio padre e sono un ricordo per me. Ovviamente le abbiamo buttate tutte moltissimi anni fa.

Se iul sito avesse una iso (un cd) da scaricare con tutte le riviste compresse, sarebbe il massimo.

ciao
MaX

a2000 il 17/7/2010, 20:52
Reila Zinco-Rame

non lo so ...

ma sull' onda (un po' ot sorry) dei ricordi : www.leradiodisophie.it

e se poi ti prende la saudade : www.vacuumtubebrasil.profusehost.net

ma soprattutto fernet branca : nuke.mollotutto.com

[u]È tempo... di partire .... [/u] »

max_linux2000 il 18/7/2010, 11:42
Reila Zinco-Rame

ok, ecco il link:
www.introni.it/pdf/Fogli%20-%20Il%20telegrafo%20Morse.pdf

Lettura consigliata, anche perchè descrivono accuratamente la costruzione e i metodi di mantenimento della stessa

ciao
MaX

a2000 il 18/7/2010, 12:04
Reila Zinco-Rame

per lo zinco: www.calcografia.it/negozio/it/magazzino/cat043.htm

grafite: www.hobbyland.eu/ita/prod/19/185/3449.htm

acido solforico: www.motoshopitalia.com/index.php?cPath=215_298

acido nitrico 68% : www.messaggio.pvt

max_linux2000 il 18/7/2010, 12:08
Reila Zinco-Rame

notevole!!

per caso riusciresti a trovare un negozio online che venda materiali chimico? avrei bisogno di 5 litri di acido nitrico al 20 o 30%

ciao
MaX

a2000 il 18/7/2010, 12:25
Reila Zinco-Rame

basta chiedere:

www.vepafarm.it/prodotti.php

must sitone [NdR]

[u]però ci vuole il path magico ...[/u]

per l' HNO[pre]3[/pre] ci sono io

elettrodi a gas ?
nessun problema:

dove stai linux2000 ?

max_linux2000 il 18/7/2010, 12:29
Reila Zinco-Rame

vivo in Spagna...purtroppo

cmq mi servono una 30ina di litri di acido nitrico al 1% in acqua distillata.

Mi serve per formare il piombo di una batteria planté che ho in programma di costruire quest'inverno.

Mi sai dire il costo? È pericolosa la preparazione della soluzione all'1%?

ciao
MaX

kekko.alchemi il 18/7/2010, 12:45
Reila Zinco-Rame

No Max non è pricoloso, ho messo 5 giorni fa le piastre nell'acido nitirco al 1%, avviene una "magia", all'inizio non succede niente, poi dopo 3 giorni la reazione avviene a catena, diventa tutto giallo e si deposita mezzo centimetro di sale sul fondo e sulle piastre. Il sale è il nitrato di piombo, quello che costituirà il piombo spugnoso.

a2000 il 18/7/2010, 13:00
Reila Zinco-Rame

CITAZIONE (max_linux2000 @ 18/7/2010, 13:29) [quote]vivo in Spagna...purtroppo

cmq mi servono una 30ina di litri di acido nitrico al 1% in acqua distillata.

Mi serve per formare il piombo di una batteria planté che ho in programma di costruire quest'inverno.

Mi sai dire il costo? È pericolosa la preparazione della soluzione all'1%?

ciao
MaX

stica

no, io ne ho 25 al 69%.

per la soluzione all'1%, come si dice: "non dare da bere all'acido"

_______________________________________________________________________________

vi voglio bene:

www.earmi.it/download/libri/libri.htm

Salomone è un must:

www.mori.bz.it/index1.htm


ma non vi fate male ...

max_linux2000 il 18/7/2010, 17:05
Reila Zinco-Rame

CITAZIONE (a2000 @ 18/7/2010, 14:00) [quote]per la soluzione all'1%, come si dice: "non dare da bere all'acido"

o sea... aggiungere acido all'acqua, ma non acqua all'acido...giusto?

si fa qualche cossa del genere con l'acido solforico delle batterie

ho visto che descrive anche, come otterene alcuni colori...
già che ci siamo... sai mica un libro ove descrivono come ottenere i colori antichi... quelli ad olio, e quelli da affresci? a mia moglie piace dipingere e vorrei farle una sorpresa.

ciao
MaX

qqcreafis il 22/1/2011, 21:45
Reila Zinco-Rame

il difetto tipico delle batterie con anodo metallico è la formazione di baffi metallici

si può mitigare questo effetto sfruttando la gravità il celle a sedimentazione

il primo disegno riguarda una cella Daniell lo zinco è a fianco il rame il settto poroso è sostituito da spugna

il 2° disegno cella al piombo

il catodo è sollevato ed contenuto il celle a U di plastica foderate internamente di Pb l'ossido non può cadere ed il pb affossato nell'ossido non si dovrebbe consumare

i baffi di Pb non ce la fanno ad arrivare in alto e comunque con opportuna manutenzione possono esere meccanicamente eliminati

la formazione di baffi metallici ha impedito lo sviluppo delle batterie al litio metallico , delle celle zinco argento ...

qqcreafis il 6/10/2011, 12:07
Reila Zinco-Rame

www.archive.org/details/philtrans09384123