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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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Lupo cattivo

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GigaWatt


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Inviato il: 5/4/2009,14:39

Quello che afferma keyosz lo condivido, noi cerchiamo delle doti, in un accumulatore, che sono in netta antitesi a quelle ricercate dal mercato.
Siamo un settore di nicchia,come si direbbe commercialmente.
Io sono convinto che la soluzione sia nel nichel-ferro;
prima o poi le troveremo, queste benedette piastre al nichel, senza spendere un abominio.
La mia conoscenza di calze femminili si ferma all'azione meccanica, non le ho mai considerate chimicamente.
Ricordo che in laboratorio ad una ragazza cadde dell'acido solforico concentrato sui calzoni, li fuse letteralmente assieme ai collant che la ragazza indossava sotto, formando un massa gelatinosa rossastra: io mi spaventai assai pensando fosse carne e sangue e, fortunatamente, riusci a neutralizzare la reazione gettando un becher con un idrossido che avevo preparato per una titolazione.
Ma era il prodotto dell'acido solforico sul materiale di cui erano fatte le calze, materiale che ignoro, controllerò.

 

kekko.alchemi

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Inviato il: 23/12/2009,03:30

Ho recuperato due cubetti di nichel, per provare a fare un piccolo prototipo di cella ferro - nichel. A funzionare sono sicuro che funzionerà, il vero problema è che il nichel si trova solamente in goccie o cubetti, ma in lastre è molto difficile oltre che costoso. Avevo pensato di depositare galvanicamente il nichel su una piastra di ferro, ma lo spessore essendo di pochi micron si rovinerebbe dopo qualche decina di cicli.

Appena ho un po' di tempo monto il prototipo e faccio qualche foto, come elettrolita per ora, userò idrossido di sodio.

Saluti kekko



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L'universo è dominato dagli estremi, l'infinitamente grande e l'infinitamente piccolo.
Ma l'equilibrio è ciò che plasma la materia di cui siamo fatti.
by kekko

 

Keyosz
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Inviato il: 23/12/2009,14:01

Ciao Kekko,
benvenuto nella discussione/sperimentazione delle nichel-ferro, perdona la mia totale ignoranza in materia ma i cubetti posso anche capirli me le goccie cosa sono? sicuramente non nichel fuso, quindi presuppongo una soluzione contenente un qualche sale di nichel che poi a contatto con il ferro deposita il nichel puro? tipo il solfato di rame?

Che ridere, io ho qui l'idrossido di potassio (mezzo chilo) ma non il nichel faccine/tongue.gif

Ammesso che funzioni bene anche con soda caustica come elettrolita, prova ugualmente un pò di cicli di carica e scarica, ma mi raccomando per far sì che il test sia veritiero usa correnti proporzionate di carica e scarica e non invertire mai la polarità.
Per stimare la giusta corrente da far scorrere in entrambe le fasi suggerirei una carica iniziale a corrente costante da 20mA per alcune ore e fino a che la tensione raggiunge 1,7-1,8V, ma mi raccomando piano piano, poi prova a scaricarlo sempre con una ventina di milliampere per determinare a spanne la capacità, dopo che hai stimato gli Ah (sarà qualcosa tipo 0,0001Ah faccine/smile.gif ) puoi impostare dei cicli di carica e scarica che non siano più veloci di 1 ora.

Difatti se si usano correnti troppo elevate, in genere se si scarica in meno di 1 ora, equivale a mettere in corto una batteria da auto in proporzione e quindi la materia attiva si stacca dalle piastre e quindi il test sul mini prototipo non ci dà dei dati realistici sul comportamento di un eventuale accumulatore molto più grosso.

Del resto è lo stesso che avviene con le batterie commerciali, se scaricassi il banco batteria al piombo da 8000 euro dal 100% al 0% in una sola ora lo butterei via dopo pochi cicli faccine/wink.gif quindi è vero che gli accumulatori che stiamo cercando di fare sono più robusti ma non 100 volte più robusti, non pretendiamo troppo faccine/tongue.gif

Per i test di carica e scarica sui prototipi ti suggerisco un circuitino con LM317 in configurazione di generatore di corrente costante o limitatore di corrente, basta l'integratino e una resistenza, ti suggerisco di alimentarlo con una tensione di 15-20V così che vada bene per tutti gli eventuali esperimenti di elettro-chimica, se cerchi LM317 su google trovi mille siti faccine/wink.gif

 

kekko.alchemi

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Inviato il: 23/12/2009,14:53

Si si grazie Keyosz conosco bene LM317, la chimica e l'elettronica sono il mio campo! faccine/happy.gif

Ti ringrazio ancora per i consigli... Per quanto riguarda il nichel in goccie, per goccie si intende "palline" (a forma di goccie) di nichel puro. Ad esempio l'idrossido di sodio (soda) puro, quello che si usa nei laboratori, è a goccie, cioè palline di idrossido di sodio che hanno una purezza intorno al 99,9%.

Per fare una nichelatura di un metallo, bisogna avere i sali di nichel, il più usato è il solfato di nichel, che ho ottenuto mettendo pezzetti di nichel in acido solforico concentrato al 60%, e scaldato a circa 50 - 60 gradi.

Una volta terminata la reazione, l'acido si colora di un bel colore verde, perchè si è formato solfato di nichel. A questo punto si continua a scaldare per far evaporare tutta l'acqua e formare i cristalli. Si aggiunge poi acqua distillata ai cristalli per ottenere la concentrazione desiderata.

Il resto è molto più semplice, si collega il metallo da nichelare al negativo di un alimentatore, e sul positivo colleghiamo un pezzo di nichel. Immergiamo così i due elettrodi nella soluzione di solfato di nichel, e già dopo 5 minuti avremo il nostro metallo bello nichelato. In base alle correnti utilizzate potremo ottenere superfici brillanti o più opache e quindi POROSE.

In questo video si vede molto bene il processo di nichelatura, anche se il tizio non utilizza solfato di nichel, penso cloruro di nichel, ma ha poca importanza.

http://www.youtube.com/watch?v=A0xFlIQ9MhQ



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Keyosz
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Inviato il: 23/12/2009,16:15

Mooooolto interessante, adesso ti pongo una domanda, dove si possono comprare, per livello hobbistico si intende, queste goccie di nichel o cubetti? Che mi metto subito a nichelare le centinaia di piastrine di ferro che mi ero fatto preparare per le prove di accumulatori alkalini faccine/biggrin.gif

 

kekko.alchemi

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Inviato il: 23/12/2009,16:50

Io i cubetti l'ho comprati su ebay, da un venditore americano, ha praticamente di tutto, tutti gli elementi della tavola periodica!!

http://cgi.ebay.com/Element-Series-Coin-NI...=item53dd6ba8ca

http://cgi.ebay.com/NICKEL-METAL-Element-N...=item53dd89f762

...se cerchi bene nei prodotti trovi anche i cubetti.

Ha anche il CADMIO!! Quindi volendo si potrebbero fare anche le deposizioni di cadmio, e costruire una vera NICHEL - CADMIO!

http://cgi.ebay.com/CADMIUM-METAL-SHINY-Va...=item53dd88dcfc

...lo stesso per il cadmio, se cerchi ci dovrebbero essere anche i cubetti.

O altrimenti puoi comprare degli stick di nichel qui:

http://www.glpsrl.com/prodotti.php?id=158&

volendo si trova tutto!! faccine/w00t.gif



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Keyosz
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Inviato il: 23/12/2009,17:02

Grazie per le info!
No guarda il cadmio lo lascio perdere, per via della sua tossicità ed elevato grado di inquinamento dell'ambiente...

Ma le vecchie 100 lire sono nichelate? il loro colore argenteo è uno strato superficiale di nichel?

 

kekko.alchemi

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Inviato il: 23/12/2009,17:16

Si credo proprio di si, cmq se vuoi trovarlo "al volo" un po' di nichel, basta che prendi uno di quei magnetini al neodimio, ormai si usano ovunque. Quelli sono completamente rivestiti di nichel!



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Ferrobattuto

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Inviato il: 23/12/2009,23:27

CITAZIONE
Ma le vecchie 100 lire sono nichelate? il loro colore argenteo è uno strato superficiale di nichel?

Le vecchie monete da cinquanta e da cento erano di AccMonItal, "acciaio monetario italiano", per l'esattezza una delle migliori e più resistenti leghe inossidabili in circolazione, costosissima, tanto che negli anni in cui non si trovavano più monete metalliche e si fu costretti a ricorrere a dei "surrogati" come i "miniassegni" da poche lire, la carenza di spiccioli era data dal fatto che queste monete finivano nelle fabbriche di orologi con la cassa inox! Ne partivano interi carichi verso l'estero (svizzera, si diceva.....) perché l'acciaio era ottimo, il costo della lavorazione si riduceva ad un solo colpo di pressa per formarle, e perciò molto minore di un eventuale costo di produzione, oltre tutto col "cambio" di quei tempi...... 100£ erano praticamente niente!
Di nichel in quella lega ce n'è di sicuro tanto, ma ci sono anche diversi altri metalli, per cui l'uso come elettrodo in un accumulatore alcalino non darebbe risultati attendibili.
Saluti.
Ferro

 

kekko.alchemi

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Inviato il: 24/12/2009,01:26

Esatto ferro, hai ragione, di nichel ce nè parecchio, ma in lega con altri metalli!

Oggi ho fatto un po' di prove, ho messo il cubetto di nichel e un elettrodo di lana di ferro in una soluzione di acqua e idrossido di sodio al 20%. Il risultato è stato un accumulatore con una capacità davvero irrisoria, dopo un po' di cicli teneva 50 mA di corto per circa 6 - 7 secondi.

Non contento ho provato a sostituire l'elettrodo di nichel con un altro elettrodo di lana di ferro, in modo da formare un accumulatore ferro - ferro. La capacità, a parità di mA di carica (circa 20), è più che raddoppiata, infatti l'accumulatore tiene 50 mA sempre di corto, ma per più di 15 secondi, e una volta arrivati alla soglia dei 10mA non vuole saperne di scendere e rimane così per circa 1 minuto.

Ora mi chiedo, a cosa è dovuto il miglior risultato nell'accumulatore ferro - ferro?? Forse alla maggior superficie di scambio dei due elettrodi??

Cmq il fatto è questo, non si può pretendere di fare un accumulatore pensando di far formare gli idrossidi con la sola elettrolisi. Bisogna agire un po' come nella pila di Daniel. Questo scenziato fu quello che migliorò la pila di alessandro volta, introducendo una membrana semipermeabile e aggiungendo materiale attivo agli elettrodi.

Ora per fare questo, potremo costuire delle "tasche" di argilla cotta e allumina, per formare la membrana e riempirle di idrossido di nichel, oppure nel caso della ferro - ferro, di ossido di ferro. Queste due tasche saranno poi immerse nell'elettrolita di idrossido di potassio o sodio.
Solo così potremo ottenere dei risultati ragionevoli.

Questa membrana semipermeabile, costituita da argilla e un alta percentuale di allumina (ossido di alluminio), permette lo scambio ionico, ma non permette al materiale attivo di entrare in soluzione e andare in giro per l'accumulatore. E' inoltre assai resistente all'attacco dell'acido solforico, per questo vorrei provare a costruire una Plantè con delle tasche di questa membrana, dove dentro oltre alla piastra metterei pressato l'ossido di piombo!

Che ne dite?

Ora non so più che strada prendere, se quella delle plantè con le membrane, recuperando il piombo dalle batterie vecchie, oppure tentare la via delle ferro - ferro sempre con le membrane... Forse le farò tutte e due, decidendo poi chi rende e quale conviene di più.

Se volete posso spiegarvi come ottenere le membrane, non è difficile!




Modificato da kekko.alchemi - 24/12/2009, 01:47


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Keyosz
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Inviato il: 28/12/2009,09:18

Ciao Kekko,
parlo per me ma credo che anche gli altri concordino nel dire che siamo molto interessati nel saperne di più di queste membrane ceramiche, in effetti, per fare un esempio, uno dei problemi delle celle commerciali al piombo è l'inquinamento dei separatori porosi da parte degli ossidi di piombo e polverine fini varie sempre di piombo che alla fine dimminuiscono il potere isolante dei separatori riducendo gradualmente la loro resistenza fino a chè le batterie si autoscaricano velocemente o vanno in corto come ultimo stadio.
Anche solo restando sulla chimica al piombo è da tempo che pensavo a dei separatori ceramici, che sicuramente resistono all'acido solforico visto che usano filtri ceramici sulle batterie stazionarie per filtrare i fumi acidi, e che abbiano una porosità abbastanza fine da trattenere le polverine di piombo ed ossidi, farebbero la duplice funzione di isolare elettricamente le piastre e dare una superfice di appoggio per pressarle le une alle altre tenendo bene a contatto/pressate le materie attive.

A lungo andare credo che sia un problema ricorrente un pò in tutte le chimiche, avevo provato anche con la terracotta dei mattoni, resiste all'acido solforico ma la sua porosità deve essere molto bassa in quanto la resistenza interna era elevatissima.

Tornando alle nichel-ferro, perchè non provi a nichelare della paglietta di ferro che poi userai come positivo? Oppure se hai la possibilità di formare polvere di nichel mettila tutta in mzzo alla paglietta che funge da positivo, anche se credo che dovresti usare acciaio inox come collettore di cariche elettriche al positivo, tutto immerso in materia attiva/polvere di nichel....

 

Ferrobattuto

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Inviato il: 28/12/2009,14:52

CITAZIONE
Se volete posso spiegarvi come ottenere le membrane, non è difficile!

Sarebbe veramente interessante! Possibilmente con qualche foto esplicativa, migliore di tante parole.
Grazie.
Ferro

 

kekko.alchemi

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Inviato il: 29/12/2009,13:45

Oggi ho parlato con un produttore di ceramiche per procurarmi la ceramica. La "tasca" che devo ottenere per mettere dentro le piastre positive, la otterrò con l'argilla bianca a colata. Il processo è semplice, veloce e poco costoso. La prima cosa da fare è costruire la tasca in gesso, dopo di che si riempie interamente di argilla liquida e si aspettano circa 5 min. La porosità del gesso assorbe l'acqua dall'argilla vicino alle pareti, quindi scolando via l'argilla in eccesso, dentro la tasca di gesso, rimarrà un sottile strato di argilla (lo spessore dipende dal tempo che è passato). Si lascia poi seccare l'argilla nella tasca, che seccandosi si ritirerà a talpunto da staccarsi da sola dal gesso e venir via facilmente. Fatto questo si dovrà poi cuocere a circa 950 gradi nel forno!

Sono fortunato perchè mia madre essendo una maestra di porcellana, ha un forno da 1100 °C abbastanza grande, per cuocere le sue opere... Quindi almeno un po' di tasche me le faccio da solo.

Mi diceva poi il produttore di ceramiche che nel caso mi servissero 200 - 300 pezzi me li può produrre lui ad un prezzo davvero irrisorio!

Quindi Keyosz e Ferro, se vi dovessero servire le membrane (tasche) ve le posso fare io, no problem, è un piacere aiutare gente come voi!

Saluti kekko



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Keyosz
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Inviato il: 29/12/2009,17:00

Molto interessante, ma bisogna prima fare dei test e poi dei prototipi, le cose da verificare per bene prima di pensare a una qualsiasi produzione "di serie" sono:
1) la reale resistenza del materiale all'acido
2) il livello di porosità, tale da non alzare troppo la resistenza interna dell'elemento
3) deve essere in grado di trattenere le finissime polverine di biossido di piombo che si formano man mano con le ricariche o delle materie attive di recupero da batterie esistenti

Lo stesso produttore è anche disposto a fare una campionatura per saggiare le caratteristiche prima di prendere una qualsiasi decisione? Ricordiamoci che queste sono ricerche e prove, nulla di definitivo al momento.

 

kekko.alchemi

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Inviato il: 29/12/2009,20:25

Sicuramente! Ma infatti prima di fare una produzione, dovrò fare ancora molti test, e provare soprattutto i diversi tipi di ceramica, perchè ce ne sono moltissime, a grana più grossa o più fina, bianca (con più caolino) e rossa (con ossidi di ferro).

Sicuramente prima andranno fatte moltissime prove, di carica/scarica, per terstarne anche la resistenza al passaggio di ioni ecc...

Poi devo provare anche a fare un prototipo in grande con la ferro - ferro, sempre con le membrane in ceramica. Insomma la strada è lunga e tortuosa, ma sono sicuro che prima o poi arriveremo ad un risultato! Io conto di finire il tutto per questa estate, ma chissà...

stanotte parto per londra, ci riaggiorniamo il 2 gennaio!

Auguri a tutti e felice anno nuovo!



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