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Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > Accumulatori

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Accumulatori Nickel-Ferro, Una vecchia tecnologia riesumata da alcuni
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Keyosz
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Inviato il: 26/3/2009,16:48

Con "pani" intendi lingotti?
Invece non capisco cosa vuol dire nichel in goccie, cos'è te lo vendono liquido in un termos??? faccine/laugh.gif
No, seriamente, cos'è una soluzione di qualche sale di nichel? gocce gocce, boh... proprio non capisco faccine/unsure.gif

 

Keyosz
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Inviato il: 26/3/2009,19:33

Ho fatto alcune prove con i lamierini di recupero immergendoli in una soluzione di acqua distillata e bicarbonato di sodio, questi due sono i risultati più interessanti:

Fe (+) / Fe (-) --> 0,7V / 4mA (su 100 hom)
Fe (+) / Zn (-) --> 0,95V / 7mA (su 100 hom)

Ho anche notato una cosa strana, la coppia Fe e Al polarizzata con Fe(+) sviluppa un elettrolisi marcata, mentre polarizzando Fe(-) la tensione sale fino al massimo del generatore di corrente e non avviene nulla di visibile, come se si isolasse....

Non vedo l'ora di avere del nichel e idrossido di potassio sotto mano.....

Il ferro caricato con il positivo diventa scuro come il PbO2 (polo positivo delle piombo)

 

tecnonick

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Inviato il: 26/3/2009,23:26

Ciao ragazzi, non sono un chimico, ma attualmente sto sperimentando accumulatori alcalini, ad oggi sono riuscito a riprodurre una normale pila alcalina con ottimi risultati, inoltre ho prodotto anche la fuel cell aria-zinco, questa utilizza un catodo in carbone attivo con biossido di manganese, sfrutta l'ossigeno dell'aria per ossidare lo zinco. Visto che state cercando coppie interessanti con cui produrre energia, vi consiglio il FERRATO DI POTASSIO e ZINCO in soluzione KoH 21%, con questa coppia si può produrre un'alcalina RICARICABILE su cui c'è ancora da studiare, perchè a quanto sembra offre il 50% di resa in più rispetto alle migliori alcaline in commercio. Normalmente per le alcaline non si utilizzano coppie di metallo-metallo, ma OSSIDO DI METALLO e METALLO, ora siccome l'ossido non conduce, viene miscelato con GRAFITE (70% ossido 20% grafite 10% umidità e catrame) e agglomerato con catrame o pece o altri leganti che non ho ancora scoperto, per poi esssere cotto da 800 a 1000 gradi per creare un blocco rigido molto conduttivo e resistente. Il biossido di manganese, biossido di titanio, l'idrossido di potassio la grafite e altri materiali utili li potete trovare su www.hobbyland.it (e hobbyland mi deve ringraziare che gli faccio pure pubblicità gratuita...) Il ferrato di potassio se non erro si ottiene con l'idrossido di potassio, forse per via elettrolitica?

 

Keyosz
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Inviato il: 27/3/2009,08:50

Ciao Tecnonick,
molto interessanti tutte le informazioni che ci hai dato, vedrò di farne buon uso quanto prima! faccine/biggrin.gif
Ho già ordinato l'idrossido di potassio (KOH) ne ho preso mezzo chilo in polvere, poi per fare una miscela al 20% cosa devo fare, 200g di polvere in 1 litro d'acqua?

Ma allora si può realizzare un accumulatore Ferro-Zinco? Guarda che poi io parto in quarta a recuperare materiale e provare qualcosa di un pò grosso, perchè sinceramente i due lamierini 5x10cm non è che diano poi una grande capacità....
La polarizzazione che ho dato io nella mia prova, ovvero Fe (+) / Zn (-) è giusta? o devo invertire?
Poi volevo chiedere ai chimici del forum, se immergo ferro e zinco metallici nella soluzione di KOH con una corrente di carica di formazione riesco a formare il ferrato di potassio sull'elettrodo di ferro? un pò come avviene con le piombo-acido che i materiali attivi si formano da soli per via elettrochimica?

 

Keyosz
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Inviato il: 27/3/2009,16:13

Oggi ho avuto tempo per provare a sentire quelle due ditte suggerite da Lupo, allora:
- la http://www.2gdirasi.it/ non tratta nichel direttamente.
- la http://www.clamatrade.com/it/dove.htm vende lamiere di nichel, formato standard 1x2metri con spessore 1,2mm, ma possono far arrivare dall'america anche lo 0,5mm (chissà che sovrapprezzo per la spedizione).

Ora preparatevi, tenetevi bene alla sedia, che sparo i prezzi (io ho preso un colpo):
nichel costa 43euro al Kg
lamiera 1000x2000x1,2mm pesa 22Kg, prezzo finale poco meno di 1000euro!!!! faccine/wacko.gif faccine/bye2.gif

in più c'è da aggiungere le spese varie di spedizione in quanto è una sola se fossero di più insieme si risparmierebbe sul trasporto.....

Si va beh, ho già capito che sarà moooooolto difficile sperimentare in fai-da-te le nichel-ferro... faccine/sad.gif
aiuto che prezzi!!! Con 1000 euro mi compro 3 elementi 2V 1000Ah al piombo nuovi di pacca pronti all'uso!!! faccine/dry.gif

che delusione, che trauma infantile..... faccine/sad.gif

p.s.
così per la cronaca ho chiesto giù in magazzino una lamiera 1000x2000x1mm di ferro (quello nero) costa circa 10 euro (ferro 0,7e al Kg).
Cavolo sotto con la chimica del ferro faccine/tongue.gif
Lamiere piene di zinco non ne ho trovate fin'ora...

 

Lupo cattivo

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Inviato il: 27/3/2009,16:52

CITAZIONE (Keyosz @ 26/3/2009, 16:48)
Con "pani" intendi lingotti?
Invece non capisco cosa vuol dire nichel in goccie, cos'è te lo vendono liquido in un termos??? faccine/laugh.gif
No, seriamente, cos'è una soluzione di qualche sale di nichel? gocce gocce, boh... proprio non capisco faccine/unsure.gif

Si, per pani intendevo una sorta di lingottini.
Le goccie sono dei solidi a forma di goccia, diciamo 1-2 chili l'uno.
Alla clamatrade ci sono dei bei ladroni, considerato che il nichel è quotato, sui mercati internazionali, intorno a 8 euro al chilo!
Capisco il guadagno, la lavorazione, ma 43 euro, cioè 5-6 volte il prezzo base mi pare troppo.
Inoltre che te ne fai di una lastra da 22 chili?
Non hanno dei ritagli di lavorazione?
Chiederò al mio amico rivenditore, lunedì.
CITAZIONE
...omissis....inoltre ho prodotto anche la fuel cell aria-zinco, questa utilizza un catodo in carbone attivo con biossido di manganese, sfrutta l'ossigeno dell'aria per ossidare lo zinco. Visto che state cercando coppie interessanti con cui produrre energia, vi consiglio il FERRATO DI POTASSIO e ZINCO in soluzione KoH 21%, con questa coppia si può produrre un'alcalina RICARICABILE su cui c'è ancora da studiare, perchè a quanto sembra offre il 50% di resa in più rispetto alle migliori alcaline in commercio. Normalmente per le alcaline non si utilizzano coppie di metallo-metallo, ma OSSIDO DI METALLO e METALLO, ora siccome l'ossido non conduce, viene miscelato con GRAFITE (70% ossido 20% grafite 10% umidità e catrame) e agglomerato con catrame o pece o altri leganti che non ho ancora scoperto, per poi esssere cotto da 800 a 1000 gradi per creare un blocco rigido molto conduttivo e resistente. Il biossido di manganese, biossido di titanio, l'idrossido di potassio la grafite e altri materiali utili li potete trovare su www.hobbyland.it (e hobbyland mi deve ringraziare che gli faccio pure pubblicità gratuita...) Il ferrato di potassio se non erro si ottiene con l'idrossido di potassio, forse per via elettrolitica?

Attenzione a non confondere le cose: le pile a cella combustibile (fuel cell in inglese) usano gas, tipicamente ossigeno o idrogeno, per generare elettricità tramite una reazione elettrochimica che si basa sull'idea di spezzare le molecole del combustibile o del comburente (di solito ossigeno atmosferico) in ioni positivi ed elettroni tramite catalizzatori.
La pila aria zinco che usa come depolarizzante l'ossigeno atmosferico al posto del biossido di manganese è una normale pila di Leclanchè, non una cella combustibile.
Si usavano un tempo per i citofoni, ai tempi della II guerra mondiale e oltre faccine/biggrin.gif ed avevano una durata assai lunga, proprio perchè il depolarizzante era continuamente sostituito.
In compenso erogavano una corrente bassissima, anche un decimo o un ventesimo delle normali pile Leclanchè a zinco-carbone con biossido di manganese.
Difatti furono abbandonate presto.
Il Ferrato di potassio, se ben ricordo, si dovrebbe ottenere facendo reagire un sale di ferro con una soluzione fortemente alcalina, tipo KOH oppure NaOH in forte concentrazione.
Era la semireazione che aveva colpito ferro, che ha l'occhio lungo per queste cose: faccine/biggrin.gif
Semi-reazione E° (V)
FeO
4
2-(aq) + 8H+ + 3e- <==> Fe3+(aq) + 4H
2
O ______________ +2,200
Siccome dà un semipotenziale alto si ipotizza un buon rendimento.
Non so quali siano le difficoltà costruttive, quanto conduca il ferrato e così via.
Se tecnonick lo sperimenterà saremo ben lieti di leggerne i risultati
Keyosz, non credo tu possa fare un accumulatore al ferro-zinco, i potenziali redox sono troppo bassi,
perlomeno non un accumulatore efficiente.
Puoi sostuire al ferro lo zinco, oppure il cadmio, ma sempre dal nichel devi passare.
Mi dispiace.
Per i materiali chimici occhio ai prezzi, guarda sempre in più siti, quelli dei culturi del fai da te sono notariamente cari
Qualche sito da cui comperare QUI
e anche QUI

 

Keyosz
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Inviato il: 27/3/2009,18:22

Ciao Lupo,
quante informazioni, devo digerire tutto e fare delle prove pratiche poi sarò ancora qui a rompere le scatole con le mie domande, stai sicuro! faccine/tongue.gif faccine/shifty.gif
Interessante il fatto del prezzo del nichel, gli scrivo una mail per farmi fare un offerta per essere sicuro che la tipa al telefono non abbia commesso un errore poi in base alla loro offerta provo a puntualizzare sul porezzo del nichel che dici tu e vediamo cosa rispondono.
A te 22Kg sembrano tanti, è vero anche a me lo sembrano, ma con il fatto che al momento non ho idea di come realizzare piastre sinterizzate devo per forza puntare sulla superficie massima, quindi una lamiera 1x2metri è l'ideale per ottenere tante piastrine da collegare in parallelo, per poter tentare di realizzare un prototipo che possa almeno accendere una lampadina....
Poi tra l'altro loro non vendono ritagli o pezzi più piccolo, ma solo i tagli standard, almeno così mi hanno detto.

Al momento l'unico materiale che posso avere in abbondanza e che posso anche farmi tagliare della forma a mio piacere con le macchine è la lamiera di ferro da 1mm.
Visto che ho ottenuto una tensione media di 0.6V con 4/5mA, pensavo di provare qualcosa di più grosso, però mi devi proprio aiutare a capire quale elettrolito è meglio, il bicarbonato di sodio è quello che ho usato per la mia prova, altra roba la devo comprare e vorrei evitare quelle sostanze che a priori si sà già che non servono....
Tu dicevi che ferro-ferro non formava nessuna coppia, però ricaricandolo qualcosa succede perchè poi un pò di energia me la restituisce, io non ci capisco niente di chimica, vado a tentativi faccine/wacko.gif
Non mi importa se 0.6V sono pochi, perchè dal tetto di casa mia mi scendono diversi Kw partendo da cellettine da 0.5V l'una, non so se mi spiego.....
Ho avviato questo 3d e questa sperimentazione proprio nello spirito di riesumare tecnologie vecchie o poco efficenti ma che durino una vita e magari costino poco (il ferro è veramente economico, per non dire molto abbondante sulla terra lol)

Che montagna di roba da fare, sto fine volevo montare altri pannelli, devo fare i supporti, tirare 80-100 metri di cavo, il pilotaggio boilers con il nuovo outback, il log, la comunicazione.... e poi magari anche i mestieri di casa e la baita.... però queste sperimentazioni mi piaciono tanto, volevo provare ancora un pò di combine....

 

Keyosz
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Inviato il: 29/3/2009,19:02

Piccolo aggiornamento sul microscopico elemento ferro-ferro in soluzione di bicarbonato di sodio: ho fatto alcuna cariche a polarità invertita (come fa ferro per l'elemento al piombo) con una corrente limitata a 100mA, dopo 3 inversioni ho ottenuto una tensione a vuoto di 1,6V che scende a 1.1V con un carico di 100hom per circa 30 secondi, ricaricandolo e poi mettendolo in corto con il tester ho misurato 150mA che gradualmente sono scesi a circa 30mA nel giro di 30 secondi poi sendevano molto più lentamente ma sempre stando intorno ai 20mA ma ho staccato tutto prima di 1 minuto.
Le piastre (tutte e due di ferro) a fine carica si colorano: grigio metallico il negativo e rosso ruggine il positivo.

Volgio dire, qualcosa succede faccine/blink.gif , ok sarà poco efficente o non terrà la carica nel tempo, ma qualcosa succede, vale la pena tentare!
La settimana prossima vorrei organizzarmi per provare a realizzare un elemento a più piastre di una certa entità, magari più di uno in serie, ma potete suggerirmi che tipo di elettrolito provare? va bene il bicarbonato di sodio che stò usando ora o magari qualcosa d'altro funzionerebbe meglio? (qualcosa di facile reperibilità, non la criptonite!!!) ho ordinato mezzo chilo di idrossido di potassio tra l'altro, ma costa 10 euro faccine/cry.gif
Poi essendo questa soluzione basica, cosa uso some separatori? va bene magari la carta, cartone, carta assorbente? o ci vuole per forza materiale plastico come per l'acido solforico?

Poi dopo faccio delle foto e le posto se mi riescono bene...

 

Ferrobattuto

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Inviato il: 29/3/2009,20:09

Salve a tutti.
Non voglio certamente sostituirmi a Lupo, ovviamente molto più esperto di me nel settore, ma credo che potresti mettere nella soluzione della soda caustica, non so in che proporzione perché non conosco le percentuali, ma potresti cercare in rete la concentrazione di potassa caustica (idrossido di potassio) negli accumulatori nichel-ferro e fare un elettrolito con uguale concentrazione di soda caustica ed usare quello per le prove. Come separatori ti sconsiglio tutto ciò che è di origine organica, perciò carta e derivati ecc. Però, siccome le piastrine sono di ferro e sono rigide, potresti separarle con delle striscette di plastica solo sui bordi, tanto si terrebbero distanti da sole, o delle striscioline di plastica messe a cavallo delle piastrine ai lati e al centro, anche strette, che le piastre sono rigide e non dovrebbero esserci sbattimenti di sorta.
Se l'elemento di prova è piccolo alla fine puoi provare anche con un paio di cucchiai di quell'idrossido di potassio che ti dovrebbe arrivare, e vedere le differenze, se ci sono.
Ho l'impressione che il bicarbonato come ossidante sia poco energico.
Naturalmente l'ultima parola spetta a Lupo, nostro chimico ufficiale, faccine/happy.gif del quale non penso neppure lontanamente di prendere il posto!
Saluti e buona sperimentazione.
Ferro

 

tecnonick

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Inviato il: 29/3/2009,20:46

Ciao Lupo, le celle a combustibile aria-zinco non sono pile ma celle a combustibile a tutti gli effetti, il combustibile è lo zinco, il comburente è l'ossigeno atmosferico che grazie al catodo ad aria(composto da teflon, griglia in nickel impastata di una lega carbone attivo e un minimo di biossido di manganese) va ad ossidare lo zinco, sono utilizzate come batterie primarie in moltissime applicazioni e hanno una resa di 400 watt/chilo che va ben oltre quelle di vari accumulatori, per ricaricarla devi mettere nuovo zinco. Senza aria non vanno. Per capire come sono fatte cercate su internet "air-chatode". Al posto dello zinco si può usare alluminio, e si arriva a oltre 3kw/chilo, però c'è il problema dell'autoscarica per il fatto che l'alluminio immerso in alcalino si corrode, qui vedete come funziona: http://www.ijee.dit.ie/articles/Vol18-3/Ijee1198.pdf

 

Lupo cattivo

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Inviato il: 30/3/2009,10:15

CITAZIONE (Ferrobattuto @ 29/3/2009, 20:09)
Salve a tutti.
Non voglio certamente sostituirmi a Lupo, ovviamente molto più esperto di me nel settore, ma credo che potresti mettere nella soluzione della soda caustica, non so in che proporzione perché non conosco le percentuali, ma potresti cercare in rete la concentrazione di potassa caustica (idrossido di potassio) negli accumulatori nichel-ferro e fare un elettrolito con uguale concentrazione di soda caustica ed usare quello per le prove. Come separatori ti sconsiglio tutto ciò che è di origine organica, perciò carta e derivati ecc. Però, siccome le piastrine sono di ferro e sono rigide, potresti separarle con delle striscette di plastica solo sui bordi, tanto si terrebbero distanti da sole, o delle striscioline di plastica messe a cavallo delle piastrine ai lati e al centro, anche strette, che le piastre sono rigide e non dovrebbero esserci sbattimenti di sorta.
Se l'elemento di prova è piccolo alla fine puoi provare anche con un paio di cucchiai di quell'idrossido di potassio che ti dovrebbe arrivare, e vedere le differenze, se ci sono.
Ho l'impressione che il bicarbonato come ossidante sia poco energico.
Naturalmente l'ultima parola spetta a Lupo, nostro chimico ufficiale, faccine/happy.gif del quale non penso neppure lontanamente di prendere il posto!
Saluti e buona sperimentazione.
Ferro

Come al solito ferro mi precede dicendo cose giuste. faccine/biggrin.gif
Keyosz la via della sperimentazione è sempre la migliore, difficile dire a priori quale sia la via migliore.
Edison ha trovato gli accumulatori ferro-nickel provando tutte le combinazioni possibili, era assai ignorante in materia.
Le straordinarie scoperte gliele ha fatte Tesla che ha lavorato per lui.
__________________________________________________________________________________

Tecnonick, fai un po' di confusione, combustibile e comburente sono termini che si adottano quando la reazione di ossido riduzione è particolarmente violenta ed immediata, tipicamente un combustibile come la legna o la banzina che bruci all'aria aperta.
In reazioni "redox" di parla di sostanze che si ossidano e si riducono.
Nel caso di pile a combustibile, fuel cell è invalso l'uso di usare termini come comburente e combustibile, un po' per distinguere la reazione redox che avviene , appunto in condizioni particolari, un po' per affinità con gli elementi tipicamente usati, ossigeno ed idrogeno, che sono il combustibile ed il comburente ideali.
Ma chiamare lo zinco "combustibile" non basta a rendere la pila automaticamente a combustibile.
Se mi permettete la disgressione letteraria, è una metonimia
La pubblicazione che hai citato tratta di un esperimento per studenti, per spiegare loro la differenza tra una semplice corrosione ed una pila primaria usando materiale non costosi, non inquinanti e di facile reperibilità: indefinitiva una pila alluminio-carbone, con un elettrolita acquoso di cloruro di sodio ed un catodo di carbone poroso depolarizzato dall'ossigeno atmosferico, sperimentale, non certo di una cella a combustibile.
Aggiungo che si tratta di un interessante esperimento, anche se da tensioni e correnti assai basse e quindi non commercialmente sfruttabile.
Ma noi siamo più interessati alle realizzazioni pratiche, rispetto che a citazioni di lavori altrui, dicevi che hai realizzato delle pile, sono/saremmo molto interessati a vedere qualche foto, o qualche disegno.
Siamo aperti e pronti ad imparare dai lavori altrui, siamo qui per questo.

______________________________________

Keyosz, continua così, per adesso hai un pila (accumulatore?) al Fe - Fe
2
O
3

Quando metterai l'idrossido di potassio vedrai un netto balzo di tensione, concentrazione ottimale, per la minima resistenza ohmica 21% in peso.
Prova a sostituire il catodo con del carbone.




Modificato da Lupo cattivo - 30/3/2009, 10:38
 

Keyosz
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Inviato il: 30/3/2009,15:52

Scusate l'ignoranza, quando dite 21% in peso, vuol dire per esempio che metto 21 grammi di polvere di KOH e 79 grammi di acqua distillata?

Carbone sul catodo, quindi come polo positivo, giusto?
Ma va bene carbone compatto come le mine delle matite o deve essere poroso, quindi polverizzato? nel senso mi suggerisci il carbone perchè prende parte alla reazione in questione?

Come separatori proverò della carta assorbente, poi comunque faccio in modo che il sandwich di piastre +/separatore/- .... sia compatto, perchè ho visto che anche in questa reazione durante sovraccariche si stacca delle polverina rossastra (l'oddiso di ferro? comune ruggine?) che si deposita sul fondo, quindi i separatori, come per la piombo che stò formando, avranno anche la funzione di sostenere meccanicamente il materiale attivo. L'unico dubbio è se la carta resiste al bicarbonato o all'idrossido di potassio.

Un ultima domanda, l'idrossido di potassio è corrosivo se viene a contatto cone le mani/con la pelle? (il bicarbonato non lo è, che bello pucciavo le dita nell'accumulatore in funzione.... faccine/laugh.gif )

 

Lupo cattivo

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Inviato il: 30/3/2009,16:35

CITAZIONE (Keyosz @ 30/3/2009, 15:52)
Scusate l'ignoranza, quando dite 21% in peso, vuol dire per esempio che metto 21 grammi di polvere di KOH e 79 grammi di acqua distillata?

Carbone sul catodo, quindi come polo positivo, giusto? Esatto
Ma va bene carbone compatto come le mine delle matite o deve essere poroso, quindi polverizzato? nel senso mi suggerisci il carbone perchè prende parte alla reazione in questione? No, non prende parte, è neutro. Se vuoi sbizzarrirti prova con tutti i metalli che hai sottomano: provare costa poco. Carbone, quello rigido, ricavato da un pila.

Come separatori proverò della carta assorbente, poi comunque faccio in modo che il sandwich di piastre +/separatore/- .... sia compatto, perchè ho visto che anche in questa reazione durante sovraccariche si stacca delle polverina rossastra (l'oddiso di ferro? comune ruggine?) che si deposita sul fondo, quindi i separatori, come per la piombo che stò formando, avranno anche la funzione di sostenere meccanicamente il materiale attivo. L'unico dubbio è se la carta resiste al bicarbonato o all'idrossido di potassio. Dovrebbe resistere ad entrambi.

Un ultima domanda, l'idrossido di potassio è corrosivo se viene a contatto cone le mani/con la pelle? (il bicarbonato non lo è, che bello pucciavo le dita nell'accumulatore in funzione.... faccine/laugh.gif ) Proprio corrosivo, no, ma ti scioglie i grassi (li saponifica) e alla pelle certo non fa bene. Anche il bicarbonato un pochino lo fa, ma io lo bevo spesso per la mia acidità e ancora sono vivo.


 

Elektron

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Inviato il: 30/3/2009,18:36

Secondo me a lungo andare la carta si scioglie. Vi ricordo (non sono chimico ma solo figlio d'arte) che l'idraulico liquido a base di idrossido di potassio è consigliato per dissolvere gli assorbenti di cellulosa eventualmente gettati nello scarico ...

 

tecnonick

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Inviato il: 30/3/2009,20:04

Lupo, mi spiace contraddirti con il carbone rigido di una pila ci fai poco, deve essere addizionato di biossido di manganese, o meglio: ripeto 70% biossido 10% carbone(va bene il carbone attivo per delle prove, ma è meglio la grafite) idem per il separatore in carta, non va bene perchè viene sciolto lentamente dalla soluzione, deve essere una fibra di nylon o poliestere.

Le celle ARIA-ZINCO sono FUEL CELL, non pile, e rendono molto più di queste ultime, per chi fosse interessato ecco alcuni link:

http://www.electric-fuel.com/evtech/EF-tech-brochure.pdf
http://www.powerzinc.com/en/index.asp
http://corrosion-doctors.org/Secondaries/zn-air-fc.htm


 
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