Batteria Ferro-Manganese

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luppy
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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da luppy » 6 set 2017, 16:37

LOL
sarebbe bello, ma non chiedevo così tanto :rolleyes:
Come punto di partenza basterebbero le info sull'ultimo esperimento, quello di questa discussione, le domande le avevo scritte nel post sopra
Quello che mi piacerebbe provare sarebbe replicare la stessa cella ma aumentandone le dimensioni (ad es moltiplicato 4), in modo di poter provare ad usare correnti minori per vedere se la formazione di quei "baffi" elettrodepositati avviene lo stesso o no, oppure poi magari provare ad aggiungere qualche altra sostanza per cercare di diminuirne la crescita

Poi, continuo a pensare alle membrane. La pila alcalina ce l'ha, la batteria al piombo e quella a litio pure... le altre non ho guardato, ma sarebbe utile inserire qualcosa che faccia da separatore, per avvicinare le materie attive e diminuire la resistenza
Quelli giusti dovrebbero essere tipo questi https://www.alibaba.com/product-detail/ ... b095VrBD55
Mi pare di capire che è sempre polietilene microporoso, l'aggiunta della fibra di vetro si fa(sempre se non ho capito male) per dare maggiore solidità meccanica
Trattandosi di prove, e non riuscendo a trovare questo materiale (a parte tipo quel link qui sopra, ma sono quantità industriali, e poi da quel sito non comprerò mai più nulla per una brutta esperienza negli anni passati), stavo pensando di provare con qualcosa di simile, magari comprando una di queste tute qui per ritagliarla: http://www.abrasivieadesivi.com/product ... cts_id=395
Ho visto che si trovano anche a due euro, la parte accoppiata in TNT (tessuto non tessuto) non darà fastidio, magari il ferramenta della mia zona le ha... appena riesco vado ad informarmi
Ultima modifica di luppy il 6 set 2017, 16:56, modificato 1 volta in totale.

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da luppy » 6 set 2017, 16:52

scusate, ho dimenticato il manganese
Hal ho letto tante pagine, e a quanto ho capito il biossido di manganese usato è estremamente puro, raffinato per via elettrolitica. Se lo cerchi è quello che ha la sigla EMD che significa electrolytic manganese dioxide
Ma a parte la purezza, che sicuramente serve, effettivamente è mischiato con grafite e poi compresso: non ho ancora cercato a quali condizioni di pressione e temperatura, però la grafite è morbida, forse grattando la mina di una matita e mischiandola alla polvere che hai già potresti fare una prova qualitativa
Poi si potrebbe anche raffinare "in casa", non è difficile, ma non ho idea delle rese in termini di tempo, per fare solo delle prove non ne vale la pena ed è solo un problema in più.
Invece se si trovasse il modo di far funzionare questa batteria e quindi pensare di costrurne tante grandicelle forse sarebbe più comodo raffinarsi quello grezzo più economico per non dover "pelare" centinaia di pile, boh, vedremo
ciao !

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Hal9000 » 9 set 2017, 12:01

Le membrane o separatori sono un problema e la causa della prematura morte sia delle batterie al piombo che di quelle nicd o nimh infatti nelle piombo fai-da-te l'ho eliminato, quindi lo escludo a priori su qualsiasi altro tipo di batteria, ormai è uno dei concetti che o ben verificato negli anni.
Commercialmente devono fare batterie piccole e leggere quindi strutture portanti inesistenti, ossidi compressi in poco spazio e tenuti separati da quei separatori/membrane che è la causa dei corti e degli sfaldamenti.

Noi su questo forum parliamo di accumulo stazionario dove non dovremmo badare a spazio e portabilità in modo da concentrarci su longevità e costi, quindi nei miei esperimenti mi concentro su geometrie facili da costruire, senza separatori e con gli ossidi che stiano a contatto per gravità/sedimentazione naturale non perchè siano compressi su un elettrodo che inevitabilmente con il tempo di staccano e si sfaldano.

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Ferrobattuto » 9 set 2017, 14:25

Hal9000 ha scritto:
9 set 2017, 12:01
Le membrane o separatori sono un problema....... quei separatori/membrane che è la causa dei corti e degli sfaldamenti........ parliamo di accumulo stazionario dove non dovremmo badare a spazio e portabilità....... mi concentro su geometrie facili da costruire, senza separatori e con gli ossidi che stiano a contatto per gravità/sedimentazione naturale........
Quoto e concordo in pieno. Aggiungo anche che dando alle piastre una sagomatura adatta si possono ridurre facilmente anche gli sfaldamenti.
Almeno fin'ora dalla mia esperienza è scaturito che i separatori sono una delle cause più frequenti per i corti interni tra le piastre.
Ovviamente quelle che danno maggiori problemi in questo senso sono le batterie auto, ma anche tutte quelle con piastre piane con separatori più o meno spessi e porosi. Da questo punto di vista anche le AGM sono molto "colpevoli".....
Le tubolari invece molto meno, perché i tubetti sono tondi e tra di loro rimane sempre un canaletto che permette sia ai gas di salire che ai sedimenti di scivolare sul fondo. Anche in quelle con la piastra negativa piana e un separatore di qualche tipo.
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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Hal9000 » 9 set 2017, 14:46

Hmm Ferro la verità è che non ho mai scritto tutto quello che ho fatto, ho delle foto e ho bene in mente i risultati più interessanti e i fallimenti più clamorosi, il problema è che non so se avrei abbastanza pazienza e tempo libero di scrivere tutto per filo e per segno, poi l'elettrochimica è un argomento di cui mi sono appassionato da ragazzino quando andavo ancora a scuola nel periodo in cui mio padre mi comprò il primo pannello solare per fare i miei esperimenti ma già parlare di pannelli solari era un argomenti difficile di cui nessuno sapeva niente o fosse appassionato figurati di elettrochimica è ancora più raro trovare una persona che ne sia appassionata ed esperta allo stesso tempo.

Potrei iniziare con un riassunto di quello che ho riscontrato sui metalli comuni, quelli facilmente reperibili.

Rame: (NO)
Molto energetico come positivo, in ambiente basico l'ossido rameico (quello nero) in ambiente acido il solfato di rame (i classici cristalli blu che si trovano al consorzio), inoltre essendo un ottimo conduttore elettrico anche i suoi composti lavorano bene come conducibilità senza bisogno di addittivi, però ha due grossi problemi 1) è costoso 2)tende a formare composti solubili che quindi vanno a spasso e durante la ricarica migra sul negativo, una vera e proprioa elettrodeposizione, tra l'altro uno dei problemi anche delle moderne litio (si hanno il rame dentro)

Alluminio: (NO)
Teoricamente ad altissima densità energetica, infatti viene prodotto con un processo elettrochimico che è al 99% una pila che si ricarica con al positivo il minerale (sali di alluminio) e al negativo l'alluminio puro che si deposita con il passaggio della corrente, infatti per produrre l'alluminio serve tantissima corrente, segno che sarebbe un fantstico accumulatore elettrico.
Aimè come negativo il suo pregio è anche il suo difetto perchè reagisce spontaneamente in qualsiasi elettrolita a base di acqua, sia basico che acido, in pratica si scioglie tutto anche a stare fermo senza passaggio di corrente, come positivo è inutile in quanto l'ossido di alluminio che si forma è elettricamente isolante ed inerte, uno dei motivi per cui l'alluminio che vendono sembra essere resistente agli agenti atmosferici, in realtà ha un sottile strato di ossido dello stesso colore che se rimosso lo rende facilmente corrodibile.

Acciaio inox: (NO)
Molto resistente in ambiente basico sia al positivo che al negativo, resistente in ambiente acido al negativo ma se polarizzato positivamente in acido si corrode rapidamente, ma a parte una eventuale funzione di collettore di corrente per altri ossidi non ha alcuna capacità di accumulo, proprio per la sua resistenza all'ossidazione o corrosione, un metallo deve ossidarsi o corrodersi per produrre o accumulare energia...

Bronzo e Ottone: (NO)
A causa del fatto che due metalli diversi immersi in un elettrolita generano una tensione elettrica e quindi una corrente queste due leghe non sono altro che una pila in corto nel momento in cui si immergono in elettrolita.
Comunque ci sono certe leghe di metalli che funzionano come per esempio il piombo-antimonio, ma si parla di percentuali basse e si entra in un ambito metallurgico un pò fuori dalla mia portata.

Zinco: (FORSE)
Alta densità energetica, inferiore all'alluminio ma comunque molto più alta di tutti gli altri metalli, l'ho usato sia al negativo che al positivo anche se al negativo dà i risultati migliori, costa anche poco, funziona bene in ambiente basico, invece in ambiente acido dà tensioni più alte ma se non è perfettamente puro reagisce spontaneamente proprio come l'alluminio.
Il suo unico problema è che si deposita sotto forma di stalagmiti in ricarica formando corti circuiti e dimminuendo il contatto elettrico, inoltre è molto reattivo con l'ossigeno atmosferico se immerso in elettrolita quindi la parte che affiora dal pelo del liquido a contatto con l'ossigeno forma una pila in corto che consuma la parte che affiora formando fiori bianchi di ossido di zinco.

Ferro: (SI)
Funziona solo in ambiente basico perchè gli acidi lo corrodono subito e in ambiente basico solo come negativo perchè se polarizzato positivamente forma un ossido di ferro poco conduttivo che ferma ulteriori reazioni, però uno dei suoi difetti maggiori, la bassa reattività, lo rendono ottimo per le batterie perchè ossidi e idrossidi che si formano, specialmente on KOH, non sono solibili e restano attaccati alla superfice del ferro, quindi elettrodi molto duraturi con poco sfaldamento.
La sua alta resistenza ai cicli di carica e scarica però producono basse capacità se usato sotto forma di lamiera, serve del ferro molto poroso che per nostra fortuna troviamo sotto forma di comunissime pagliette!

Piombo: (SI)
Dal punto di vista elettrochimico è il rè dei metalli, molto versatile, resistente alla corrosione, funziona sia al positivo che al negativo, sia in ambiente acido che in quello basico e anche con alcuni sali neutri, è la classica batteria piombo-acido che tutti usiamo sui nostri impianti solari.
Con il piombo ho costruito innumerevoli varianti di batterie con elettroliti tra i più disparati, infatti ho condotto altri esperimenti paralleli che magari potrei esporre in una discussione dedicata, comunque con l'acido solforico produce la tensione più alta e quindi immagazina maggiore energia, però ha dei problemi di corrosione a lungo termine sul positivo ma ci sono altri elettroliti che anche se producendo capacità e tensioni inferiori potrebbero farlo durare più a lungo.


Tra i metalli non comuni e quindi difficili da reperire abbiamo:

Manganese: (SI)
ottimo come positivo ma ho visto qualcuno usarlo anche come negativo, generalmente funziona bene in ambiente basico o neutro (sali)

Nichel: (SI)
ottimo in ambiente basico e neutri (sali), si corrode con gli acidi, i suoi ossidi e idrossidi sono ottimi per il positivo, infatti è usato nelle batterie NiFe, NiCd e NiMh, inoltre è molto migliore dell'inox come conduttore inerte da immergere negli ossidi degli altri metalli però e difficile da trovare e costoso, più del rame!

Cadmio: (SI ma no grazie)
Da quello che ho letto ottimo in ambiente basico, non a caso fanno le batterie nichel-cadmio, ma difficile da trovare, probailmente costoso e più importante di tutte CANCEROGENO quindi non ho mai voluto usarlo!

Platino:
Un ottimo catalizzante per molte reazioni chimiche, per esempio ci puoi fare una pila ossigeno-idrogeno ma oavviamente costa meno comprarsi una batteria grossa come una casa al nichel-ferro che qualche chilo di platino che ne parliamo a fare? :D
Una caratteristicha degna di nota del platino: resiste a tutto, acidi e basi, sia al positivo che al negativo, per esempio puoi fare elettrolisi del solfato di rame (rame corroso dall'acido solforico quindi rame+acido solforico = sale blu CuSo4) quindi immettendo energia elettrica separi il rame al negativo e l'acido solforico al positivo e per farlo usnao il platino perchè resiste all'acido solforico anche se polarizzato positivo.
Per esempio tralasciando il fatto che costa un capitale, si potrebbero fare le batterie al piombo con l'elettrodo negativo classico e l'elettrodo positivo con la griglia di platino invece che di piombo e poi pressato sopra il classico biossidio di piombo, una batteria del genere avrebbe il vantaggio che la parte conduttiva al positivo non si corroderebbe mai ma sfruttando l'alta densità energetica del biossido di piombo piombo!
Credo che anche l'oro possa funzionare analogamente al platino il che mi ha sempre fatto sorgere il dubbio che siano metalli così preziosi non tanto per i gioielli ma perchè ci si potrebbero costruire macchinari eccezionali se non eterni una vera tragedia per il sistema economico mondiale!

p.s.
In gergo elettrochimico un "depolarizzante" non è altro che una sostanza attiva e con grande capacità che genera una polarizzazione positiva.

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Ferrobattuto » 9 set 2017, 15:13

Bel riassunto!
Mi interessa la faccenda del piombo con elettroliti differenti dall'acido, chissà che non sia una buona via......
L'hai provato anche in coppia con altri metalli?

Si potrebbero distaccare alcuni degli ultimi post in una discussione differente e metterci quello che hai in mente di mettere. Invece di fare un "librone" se ne fa una discussione in cui si possano scambiare esperienze ed opinioni.
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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Hal9000 » 9 set 2017, 16:19

Certo se vuoi fare ordine tenere qui solo le cose inerenti alla manganese-ferro fai pure.

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Hal9000 » 9 set 2017, 16:42

Ho dimenticato un metallo!!!!!

Magnesio:
Molto energetico, meno dell'alluminio ma forse più dello zinco, però non ho esperienza diretta con questo metallo perchè prima dell'avvento di internet ed ebay non l'avevo mai visto...
Ho scoperto che è facile da reperire sotto forma di elettrodi sacrificali di protezione per boilers infatti ne ho comprati una decina per farci delle prove che però poi sono finiti in un angolo dimenticati a fare la polvere causa impegni vari e oggi dopo aver scritto la risposta a Ferro e Luppy mi sono ricordato che li avevo presi, devo farci delle prove anche se da quello che ho letto sarà difficile ricaricarlo il magnesio.

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Hal9000 » 10 set 2017, 9:13

Il magnesio lo collocherei tra i metalli comuni visto che lo si trova come elettrodo sacrificale, però ho dimenticato di menzionare un altro metallo che però collocherei tra quelli non comuni:

Argento:
Ottimo come elettrodo positivo, il suo ossido è un otimo depolarizzante proprio come il biossido di piombo o l'ossido di rame, lavora con elettroliti basici.

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da luppy » 10 set 2017, 14:50

Mitico Hal ! informazioni preziose !!
Oramai mi hai proprio fatto venire la voglia di fare prove, oggi mi ferma solo il fatto che non trovo il KOH che avevo in cantina, ma domani ne ordino altro, e un quaderno ;)

Sui separatori vedo che sei proprio ostile :P ma forse ho trovato: i filtri osmotici per l'acqua. Però sono tirchio e ne ho ordinato uno dall'asia, 7 eur invece di 18 dello stesso identico dall' italia .... ci vorrà tempo, ma intanto ho in mente altre prove di resistenza interna, magari non arrivo a niente, ma sperimento

Poi c'è anche questo... ma ne parleremo ;)
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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Hal9000 » 11 set 2017, 7:15

Ho fatto delle prove con gli elettrodi di magnesio ma i sisultati sono stati deludenti:

magnesio-rame = 0,7V 5mA per pochi secondi, se ricarico il rame di elettrodeposita sul magnesio e poi la tensione scende a 0,4V
magnesio-piombo = 0,2V 0mA se ricarico non succede nulla la tensione resta bassa forse c'è elettrodeposizione anche qui
magnesio-nichel = 1V 3mA ho provato a mettere il nichel spugnoso per vedere se trattenendo l'ossigeno di ricarica producesse più corrente ma nulla
magnesio-zinco = 0,6V 6mA niente miglioramenti in ricarica
magnesio-ferro = 1,5V appena immersi picco di 50mA sceso rapidamente a 5mA, dopo ricarica sale a 1,8V e si assesta a 1,4V ma ancora picco di 50mA e poi 3mA, se lasciato in ricarica vigorosa per 1 ora poi picco di quasi 100mA per pochi secondi e poi giù quasi a zero

Mi pare che il magnesio sia poco utile oppure sono questi elettrodi in magnesio fatti con qualche lega che li rende poco reattivi, non saprei ma resta il fatto che metterei un bel no al magnesio.

Preso dallo sconforto ho estratto il magnesio e inserito 6 pagliette di ferro pressate dentro un involucro di nichel spugnoso e già dopo una ricarica di 30 secondi accendeva una pampadina e faceva girare un motorino a 1,2V nominali!!!

Nulla da fare, per ora il risultato migliore che ho ottenuto come alternativa alle piombo-acido è il manganese-ferro!!! :wub:

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Hal9000 » 11 set 2017, 9:44

La coppia zinco-rame o meglio "ossido di rame"-zinco prometteva bene ed in effetti ci avevano fatto andare un antico sommergibile infatti ero riuscito a replicarla ma era difficile da gestire in ricarica, proprio come le attuali litio, ovvero se superavi una certa soglia di tensione in ricarica il rame migrava verso lo zinco, idem se le scaricavi troppo invertendo la polarità, cosa che succede nelle serie di più celle.
Insomma l'ossido di rame ha molta energia ma il rame è un vero monello, non se ne vuole stare dove lo metti per cui rovina la cella in breve tempo dopo poche decine di ricariche.
Inoltre aveva 3 livelli di tensione ovvro durante la scarica si partiva a 1,6V per un pò poi bruscamente si scendeva a 1V restandoci per altro tempo abbastanza stabile e poi di nuovo bruscamente a 0,5V piatto ancora per un pò prima della scarica totale a 0V, segno che vi erano 3 distinti tipi di ossidazione e reazioni che avvenivano credo sul rame.

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Era ina pila molto energetica perchè l'ossido di rame è condittivo e scaricandosi si trasformava in rame ancora più conduttivo quindi la corrente di corto era molto elevata fino alla scarica totale perchè man mano che si scaricava aumentava la conduttività dell'elettrodo positivo di rame, putroppo questo tipo di batteria aveva svariati problemi:

Il rame che andava dove non doveva con scariche profonde:

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E il tipoco problema dello zinco che formava dendriti mandando tutto in corto o staccando lo zinco dal supporto interrompendo il contatto elettrico:

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Come vedi il ferro, il manganese e il nichel sono gli unici a comportarsi bene stando li al loro posto a fare il loro dovere....

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da luppy » 11 set 2017, 12:01

Hal sei davvero vulcanico, fatico proprio a starti dietro , complimenti ;)
Hal9000 ha scritto:
11 set 2017, 7:15
... per ora il risultato migliore che ho ottenuto come alternativa alle piombo-acido è il manganese-ferro!!!
questo proprio lo condivido, perchè in base alle prove che hai fatto mi hai convinto che sia una bella coppia. Unisce un manganese denso di energia ad un ferro economico da trovare
Ho in mente alcune cose, solo mie idee strampalate, prendile solo come ipotesi:

- il ferro per me è buono perchè teoricamente si forma subito l'idrossido, ferrico o ferroso, che essendo insolubile sta fermo
certo che allora l'elettrodo (o le pagliette) dovrebbero essere in eccesso rispetto al manganese, per cercare di formare uno strato di idrossido depositato su ferro ancora "nuovo", altrimenti se si stacca si interrompe il contatto elettrico. se i miei conti cervellotici sono corretti, per ogni involucro di alcalina torcia ci vorrebbero almeno 50 grammi di pagliette di ferro, forse di più se si vede staccare materiale

- il manganese in polvere che non ti ha funzionato, non è perchè mancava la grafite ? voglio procurarmi anche io queste due cose, per fare qualche prova

- ultima cosa: hai fatto una bellissima prova con l'allume e quella povera batteria nuova da 45, ma hai finalmente sfatato un mito che c'è in rete. Oltretutto sarà un caso, ma in ambiente basico tutti i rendimenti delle batterie sono più bassi

- ultimissima cosa: la foto che avevo messo la spiego subito: è una prova di carica di alcaline con corrente 1/120. Scopo è verificare anche l'altro mito, se sono ricaricabili o no. i carichini che vendevano qualche anno fa però ci davano dentro con la corrente, io sto provando una carica da 120 ore (+ 40 % ? come per le nicd ?) per vedere se si riesce ad evitare i dendriti. se si, sarebbero un buon accumulo stagionale, e con celle già pronte. Volevo usare una corrente pulsata ma per ora è normale, sto tenendo limitata a 1,6 volt e 0,1 ampere ora, e sei pile stilo AA in parallelo. Ci metterò più di un mese ad avere dei dati, ma almeno avremo qualche informazione in più, sto prendendo comunque appunti, poi scrivo tutto

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Hal9000 » 12 set 2017, 9:59

Ciao Luppy,
si confermo la tua teoria in merito al ferro in effetti nelle prove che ho fatto fino ad ora il fattore limitante è sempre stato il ferro, nel senso che ho provato a mettere 2 cilindretti di manganese senza nessun miglioramento mentre raddoppiando le pagliette di ferro durava più a lungo.
Del resto usando il manganese di una alcalina abbiamo la fortuna di partire da un dato certo quel cilindretto deve dare almeno 15Ah con una scarica di 100 ore quindi proverò ad aggiungere ferro (pagliette) fino ad arrivare a quella capacità, tu mi dici 50g però onestamente non ho idea di cosa possa pesare una paglietta, proverò a pesare un pacchetto di pagliette e a dividere il peso per il numero di palgiette, però c'è da dire che i 50g che tu calcoli sono di ferro che reagisce, visto che in realtà è solo il ferro superficiale che reagisce, anche se le pagliette sono fili molto sottili, in realtà non tutto il peso è materia attiva, difficile quantificare sulla carta, vedremo dalle prove.

Sicuramente il manganese sciolto non ha funzionato per bassa conducibilità quindi sicuramente a causa della mancanza di additivi, non siamo certi che sia grafite o solo grafite, i produttori di pile avranno poi anche una certa percentuale di segreti per mantenere un prodotto migliore della concorrenza, ma sarei curioso di scoprirlo.
Resta il fatto che se volessimo creare grosse celle per un accumulo serio di energia non sono convinto che il manganese sciolto + i materiali necessari per renderlo conduttivo alla fine costino meno che non comprare (o recuperare) le pile alcaline e usare direttamente quello che è già bello e pronto!
Un altro grosso problema che ho avuto con il manganese sciolto è che è talmente fine che non se ne stà nell'elettrodo, appena riempi con l'elettrolita se ne và tutto a spasso nel liquido, anche durante la ricarica quando c'è elettrolisi và tutto in giro, le due celle fatte con manganese sciolto ora sono tutte nere è tutto in giro...
Invece quello delle pile alcaline anche se dopo numerosi cicli di ricarica si sfalda tutto a pezzetti se ne resta sul fundo del cilindretto, ne và in giro un pochino se fai proprio una ricarica con correnti molto forti con violenta elettrolisi.
Non so se sia merito della pressatura che gli fanno, del fatto che usino granuli più grossi o magari gli mescolano insime dei leganti oltre agli additivi per aumentarne la conducibilità.

Si in ambiente basico i rendimenti sono più bassi ma semplicemente per il fatto che l'lelettrolisi avviene prima che in acido quindi tensioni più basse ma hai il vntaggio di una scelta maggiore di metalli utilizzabili inoltre buona parte di essi non vengono corrosi dall'alcalino quindi in teoria maggior durata.
Anche se c'è da dire che l'unica batteria con elettrolita a base di acqua che abbia visto fin'ora che arriva a tensioni superiori ai fatidici 1,6V di scissione dell'acqua è solo la piombo-acido...

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Hal9000 » 12 set 2017, 10:33

Le celle ferro-manganese in cui ho messo l'acciaio inox come collettore di corrente in mezzo alle paliette di ferro funzionano male e mandano in giro qualcosa in soluzione perchè le pareti trasparenti del contenitore si sono tutte sporcate e incrostate di una sostanza marrone scuro, in queste celle ho anche usato una concentrazione di idrossido di potassio maggiore, come nelle nife.

Ora non so se imputare la cosa alla maggiore concentrazione di KOH quindi al fatto che una maggiore alcalinità possa in qualche modo solubilizzare parte del manganese o al fatto che l'inox rilasci qualcosa in soluzione.

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da luppy » 12 set 2017, 12:34

La sostanza marrone scuro potrebbe essere idrossido ferrico, che ha appunto un colore simile, forse con troppo poco ferro alla fine dei frammenti di idrossido si sono staccati e sono andati in giro. Io proverei a raddoppiare le pagliette e vedere se succede lo stesso (per pesarle, come hai detto tu è perfetto)
Ma come tensione e corrente, come stai provando ?
L'inox con koh non dovrebbe avere problemi, poi non so quanti tipi di inox esistano, Ferro di sicuro ne sa di più, quando arriverò anche io a fare questa prova pensavo di usare l'inox ricavato dalla pila alcalina che ho smontato

Nelle mie letture di questa notte ho trovato altre cose, che ti anticipo: la percentuale di manganese nell'elettrodo anche del 90 % e la concentrazione della soluzione di koh anche oltre il 40%
Per la concentrazione di koh mi ha colpito, ma ci può stare, deve essere in eccesso perchè se ripassi l'equazione di nerst e la costante di equilibrio vedi che hai bisogno di una concentrazione costantemente alta, ma ora non aggiungo altro perchè sto ancora ristudiando e voglio capire bene prima di dire fesserie, che comunque potrei dire anche dopo aver cercato di ri-studiare :P
Per la % di manganese al 90 % invece mi pare un po strano, perchè in base alle pesate che avevo fatto (con la bilancia digitale da cucina) verrebbe fuori che lo zinco si consuma tutto, la zinco carbone si bucherebbe di sicuro... mah
Devo vedere quanto dovrei spendere per riuscire a fare l'analisi quantitativa del manganese, ma come dici anche tu ci sono tante variabili, ed una prova sperimentale forse è anche meglio

Sul fatto di eventuali leganti per tenere fermo l'impasto con la grafite deve essere vero, ma non so che cosa aggiungano
Io pensavo di mettere una lastrina di acciaio presa dalla pila sul fondo del barattolo, sopra metterci il manganese misto a grafite e poi cercare di pressarlo, ma non so se funziona. E forse poi sopra a questo la membrana dei filtri dell'acqua che dicevo, quando arriverà...

per i costi di costruzione di una cella partendo da zero... la prova di ricarica delle alcaline a 1/120 corrente deriva anche da questo ragionamento, sono perfettamente d'accordo che va verificato. Quando chiedevo se fermarsi a 1,1 volt, stavo pensando proprio al discorso ricariche/stagionali. Se come hai scritto da qualche parte che dopo la prima scarica che da X le altre daranno Y, intendevi tutte Y ? Questo è un bell'argomento, perchè la bassa autoscarica delle alcaline sarebbe di grande aiuto, e si tengono le piombo per i cicli normali...

Infine, sul fatto dei 15 ampere, tu stesso hai parlato di dispersione termica dovuta alla resistenza interna della cella, e questa cosa è esattamente proprio la prima cosa che voglio sperimentare appena mi arriva il koh e ho un paio di ore libere ;)

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Hal9000 » 12 set 2017, 13:39

Non saprei ma le celle in cui ho usato nichel e ferro come collettori elettrici tutto funziona, dove uso inox no, l'altro ieri ho fatto una nuova versione di cella sempre con il cilindretto manganese di una alcalina ma con 6 pagliette pressate ed avvolte dentro la spugna di nichel e pare funzionare molto melio delle pagliette avvolte dal filo di ferro, ovviamente il contatto elettrico è migliore e il nichel non prendendo parte alla reazione mantiene stabile il contatto.

Tra le cose che ordini online ti suggerisco anche un pò di nichel che è molto utile per le prove alcaline, io ho preso filo, foglio e spugna di nichel.

Le pagliette di ferro con il passare dei cicli (ricariche) diventano scure, no marroni, no verdi, oserei dire nere ma è difficile da determinare, comunque di residui sotto alla paglietta ne vedo ben pochi se consideri che sono fatte di filini sottili come capelli se ci fosse corrosione andrebbero in poltiglia dopo 1 solo giorno, prova a mettere le pagliette di ferro in candeggina, il giorno dopo è un grumo di rugine!

Io parto sempre da pile nuove e pagliette nuove di quelle fini senza detersivo, quando metti insieme il manganese di una pila nuova e la paglietta il manganese è già carico al 100% mentre la paglietta è passiva, devi dare una prima carica forzata che attiva il ferro con elettrolisi sopratutto sul manganese, credo sia dovuto al fatto che il ferro della paglietta sia comunque un pò ossidato, avviene la stessa cosa anche nelle batterie nife nuove, arrivano vuote, le riempi e poi devi forzare una carica sostenuta per almeno il doppio della loro capacità per attivare il ferro, quindi credo che nel nostro caso sia la stessa cosa.

Per le correnti dai 50 ai 100mAh con 1 cilindro di pila alcalina.
Putroppo il tempo libero è limitato, e l'esperimento stagionale con le batterie auto ne ha mangiato parecchio, ma vorrei arrivare a fare una cella ferro-manganese di una certa dimensione, solo che di nichel ne ho poco e non vorrei fare stupidaggini, per ora stò ancora provando in piccolo.

Comunque ho un paio di idee:
1) una grossa massa di pagliette di ferro pressate sul fondo del contenitore con del ferro metallico che gli passa in mezzo o avovlte da una lamiera di ferro che poi esce come polarità, il filo è più semplice da isolare nella parte che esce, poi un piatto di plastica, un sottovaso o roba simile con appogiate dentro alcuni cilindri di manganese di provenienza pile alcaline, tutti gollegati assieme da un filo di nichel anche lui che esce come polarità
2) palgietta su un lato con piastra di contatto elettrico, spazio vuoto in mezzo (elettrolita), cilindretti di manganese sul lato opposto sempre collegati verso l'esterno con filo di nichel

Dalle mie prove risulta che basse concentrazioni di KOH e assenza di inox formano celle molto migliori, da verificare meglio.

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Hal9000 » 12 set 2017, 13:43

p.s.
nel progetto finale tenderei a tenere l'elettrodo negativo sul fondo che se il livello del liquido cala si espone all'aria prima il manganese che se ne sbatte dellpossigeno astmosferico, mentre il ferro, zinco o qualsiasi altro metallo specialmente in stato carico si ossiderebbe subito a contatto con l'aria rovinandosi.

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Hal9000 » 12 set 2017, 19:27

Ho pesato una paglietta sono 4g, quindi secondo i tuoi calcoli ne servirebbero almeno 12, considerando che di quel peso solo una parte diventa idrossido andrei anche al raddoppio, alla fine una intera confezione di pagliette visto che ce ne sono dentro 24 per afre 15Ah.

http://www.ebay.it/itm/PAGLIETTA-Acciai ... SwXeJYCRMm

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Re: Batteria Ferro-Manganese

Messaggio da Ferrobattuto » 12 set 2017, 21:42

Guardate qui: https://www.ebay.it/sch/i.html?_from=R4 ... o&_sacat=0 forse c'è quello che cercate.
Inviato manualmente dal mio vecchio e sgangherato, ma fedele computer

Buone realizzazioni a tutti!
Ferrobattuto

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