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Energia Alternativa ed Energia Fai Da Te > Accumulatori

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Piombo-acido orizzontale, Batteria fai-da-te con posizionamento orizzontale di piastre fuse a tecnica mista
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Keyosz
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Inviato il: 6/8/2009,14:18

Ciao a tutti,
come promesso ecco le foto del passo successivo all'esperimento degli elementi "sedimentali" con la piastra positiva fusa in tecnica mista miscelando materia attiva di recupero da batterie usate in pimobo fuso.

Volendo ingrandire il tutto e non riuscendo a trovare un contenitore piatto largo abbastanza ed adeguato allo scopo, sono tornato ad usare le ceste grige ma disponendo le piastre su più piani, in questa realizzazione, oltre ad aumentare le dimensioni dell'elemento per poterne eventualmente ricavare un uso pratico durante i cicli di carica e scarica, sono arrivato alle scelte costruttive per diverse ragioni:

1) evitare di usare separatori sofisticati per scongiurare la formazioni di ponti e corti, la forza di gravità dovrebbe essere sufficente a tenere separati i poli, fanghi compresi
2) le piastre positive sono state addizionate di materia attiva (ossidi porosi di recupero) solo sul lato superiore, anche perchè non saprei come fare altrimenti, in modo che raccolgano polveri di piombo ed ossidi che andranno in soluzione durante l'utilizzo per sedimentazione e che possano prendere parte alle reazioni continuamente.
3) miscelazione di materiale attivo proveniente dalle negative in questo test.

Le piastre così ottenute risultano meno friabili delle altre, infatti nel piombo fuso ho immerso tre griglie negative provenineti dalle batterie usate, il piombo posoro e solfatato sembra aver fatto una maggior presa nello stampo di piombo.

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1249563434.jpg

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1249563435.jpg

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1249563436.jpg

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1249563475.jpg

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1249563476.jpg

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1249563477.jpg

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1249563506.jpg

Ho usato solo metà dello spazio della cesta, ma non ho potuto andare oltre per mancanza di piombo pieno da fondere per le piastre.

Per il polo negativo ho usato delle ex-piastre positive di alcune batterie smontate, che erano belle spesse e ancora in buono stato, per i test preliminari preferisco usare le piastre peggiori che ho in giro tenendo da parte le migiori per un eventuale produzione di serie per fare un banco a 24V faccine/wink.gif

Ho dovuto lasciare l'elemento così ottenuto in carica ad i pulsi per una settimana, sia per invertire la polarità dei composti chimici che per rimuovere il solfato di piombo cristallizzato, da oggi inizio le prove di carico.

Questo era lo stato delle piastre (si vedono solo quelle destinate ad essere il negativo) prima del trattamento, subito dopo aver messo l'acido:

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1249564526.jpg

E qui dopo meno di una settimana circa di trattamento, la parte più scura deve essere il piombo poroso rigenerato, c'è ancora della materia grigio.chiara ad indicare che è presente ancora del solfato:

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1249564527.jpg


 

DOLOMITICO

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Inviato il: 6/8/2009,14:23

Bella trovata Keyosz,in pratica stai cercando di realizzare una pila che non incontri corti sulla sua strada,la resistenza sara altaimmagino a causa della distanza,ma cmq è un bel approccio
Non evapora l'acqua lasciandola cosi aperta?

 

Keyosz
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Inviato il: 6/8/2009,14:39

No, in realtà la apro per fare le foto, ma poi gli appoggio sopra un altra cesta uguale, vanno ad incastro, sono progettate per essere impilate.

Poi si la resistenza interna è più alta, ma se le scarichi in regime C20 la tensione non scende sotto 1.9 - 1.95V anche nell'ultima fase della sua capacità residua, e devo dire che il C20 è un punto fisso per l'uso stazionario, quindi la tecnica promette bene.

Per quanto riguarda le bolle, che pensavo creassero problemi, alla fine ho visto che si accumulano delle belle bolle grosse poi ogni tanto senti un bel "blup" e viene tutto su, pare che non creino grossi problemi, al massimo metto l'elemento o le piastre leggermente inclinate nelle realizzazioni definitive faccine/wink.gif

Comunque, anche se il lavoro per ottenere capacità aprezzabili è ancora tanto, devo dire che questa tecnica è quella che delle tante provate mi soddisfa di più, mi dà risultati pratici da subito utilizzabili, poi, cosa non meno importante, se dovessi ottenere tipo 50Ah da una cesta del genere, sono 50Ah utilizzabili al 100%, scarica profonda fino a 0, sui prototipi piccoli da 6-7Ah dell'altra discussione sono romai quasi 2 settimane che faccio scariche fino a 0 totali e gli elementi non perdono prestazioni, anzi migliorano leggermente.

Bisogna quindi valutare che batterie realizzate in questo modo sono da considerare ed usare in modo diverso, con parametri diversi da quelle tradizionali commerciali.... ma poi vedremo più avanti.

 

Keyosz
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Inviato il: 17/8/2009,10:04

Ciao a tutti,
non ho avuto molto tempo per fondere piombo e proseguire la costruzione di elementi più numerosi, ma sul prototipo delle foto ho proseguito saltuariamente i cicli di carica e scarica, nel complesso sono arrivato ad un totale di 26 cicli di scarica completa (fino a 1.7V), ero partito con una capacità di 28Ah calcolata con un carico di circa 8A quindi in regime C4, decisamente pesante per l'accumulatore, ma si è comportato bene fino a qui (ho usato due piastre di circa 15x35cm come positive).

Da 28Ah delle prima carica sono passato a 35Ah attuali, sembra che la maggior parte della materia attiva solfatata di recupero dalle batterie usate e fusa nelle piastre si sia riattivata.

Appena ho tempo vorrei provare a realizzare elementi di questo tipo ma a 4 piastre positive fuse e 4 relativi gruppi di negative a griglia di recupero, ma la cosa mi richederà un certo tempo, prima di tutto dovrò fondere e realizzare almeno 4x6=24 piastre, vi terrò aggiornati.

Verosimilmente credo di poter realizzare una batteria da 70Ah capace di sopportare scariche profonde e anti-corto nelle celle, che mi pare di essere uno dei problemi più diffusi nelle batterie auto.

Il peso, l'ingombro e i litri di elettrolita usati sono maggiori, ma visto che la maggior parte di queste cose le recupero dalle batterie usate mi pare una buona strada per il fai-da-te.

Ho anche trovato un modo pratico per separare e sostenere la "pila" di piastre positive e negative, i tappetini di gomma, tipo quelli usati per gli ingressi di alcuni edifici, dovrebbe resistere all'acido, da uno spessore uniforme per la distanza tra le piastre, regge benissimo il peso, essendo di gomma si posiziona bene e resta in sede, è facile da tagliare, costa poco ed è tutto forellato.

 

Keyosz
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Inviato il: 17/8/2009,22:28

Aggiornamento: 41Ah con un carico di 2,7A

come di consuetudine il calcolo determina la fine della scarica a 1.7V, però sotto quella tensione ha continuato ad erogare corrente ancora per 1 ora frima di arrivare sotto 1,4V, forse se dimminuissi la distanza tra gli elettrodi otterrei più capacità utile, ma non trovo un separatore economico e dozzinale adeguato.... o forse dovrei alzare la densità dell'elettrolita, boh....

a scarica completa si vede chiaramente la colorazione rosso chiaro tendende al grigio delle positive, e vice versa a carica completa si vede il bel rosso scuro quasi nero, sul negativo la differenza di colore è meno evidente, forse per via della maggior quantità di materia attiva negativa la reazione è più vivace e interessa tutta la materia attiva positiva che probabilmente è minore in proporzione.

 

Keyosz
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Inviato il: 4/9/2009,12:20

Ciao a tutti,
mentre recupero piombo e fondo nuove piastre con materia attiva semi-fusa mi sono attivato a cercare qualcosa di comune nei vari negozi/ferramenta che funga da separatore/spessore, niente di tecnologico, solo qualcosa a maglie larghe tipo rete ma che abbia uno spessore di almeno 1 centimetro per tenere ben distanziate le piastre ed evitare che qualsiasi tipo di deposito vada a creare corti nel tempo.

L'unica cosa pratica con un prezzo accessibile che ho trovato fino ad ora è questo tipo di zerbino in gomma:
http://www.arwei.it/foto/zerbino-domino.jpg

Il prezzo mi sembra un pò spropositato e varia da negozio a negozio (40x60=12€ / 100x150=26€), ma è il meglio che sono riuscito a trovare fino ad ora, cembra molto pratico, facile da tagliare ed essendo in gomma ferma molto bene le piastre disposte in maniera orizzontale, per di più su un lato ha delle piccole punte che nell'uso previsto come zerbino servono a tenerlo sollevato di pochi millimetri da terra e far scorrere via l'acqua, nel mio caso al rovescio mi viene utile per far scorrere via le bolle di ossigeno che si accumulano sulla piastra superiore.

Se qualcuno di voi ha un'idea o suggerimenti in merito ad altri materiali di uso comune e facili da recuperare che svolgano una funzione analoga sono i benvenuti faccine/smile.gif
Ricordatevi che deve essere un materiale resistente all'acido solforico.

 

Keyosz
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Inviato il: 1/10/2009,14:12

Dopo un mese e mezzo lasciata li ferma il primo prototipo a 6 elementi presenta ancora più del 50% di carica, qui la foto se non l'ho già pubblicata altrove:

http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1248641116.jpg

Mi pare un buon risultato in termini di autoscarica, però ho notato un aspetto che con il continuo ciclare girnaliero non avevo notato, ovvero essendo le piastre negative orizzontali posizionate in cima esse intercettano le bollicine di ossigeno che vi si accumulano sotto forma di grosse bolle sotto, poi ad un certo punto vengono a galla sui lati e si disperdono ma una parte di ossigeno puro resta sempre sotto le piastre negative, in queste zone mi pare di vedere il piombo schiarirsi, infatti la materia attiva scura indica che è bella carica, quando si schiarisce significa che si forma solfato bianco, quindi azzarderei l'ipotesi che l'ossigeno a contatto con il piombo metallico poroso delle piastre negative reagisce ossidandole, forse a PbO2, e formando così delle microcelle (Pb-PbO2) in corto che si scaricano subito formando PbSO4.

Praticamente credo che l'ossigeno che sale vero le negative vada ad autoscaricarle piano piano e quindi la soluzione delle piastre orizzontali per riutilizzare la materia attiva per sedimentazione presenta una controindicazione.... bisogna ripensare all'idea di base.


 

DOLOMITICO

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Inviato il: 1/10/2009,17:40

Bel tentativo,in effetti è uno dei problemi tipici delle batterie di grossa taglia,se non hai corrente sufficente per caricarle si formano ste bolle che rimangono li ferme a causa della bassa corrente di carica e accellerano la formazione di solfato.
Sara per quello che tendono a costruirle in verticale.
In ogni caso un bel lavoro.BRAVO....

 

maxdef
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Inviato il: 2/10/2009,07:09

...la butto li,ma fare le piastre con un piano leggermente inclinato?

 

Keyosz
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Inviato il: 6/10/2009,07:13

L'idea di realizzare in orizzontale era partita discutendo con Lupocattivo ( faccine/bye2.gif ), io cercavo un modo di tenere il biossido del positivo attaccato alla piastra positiva con stratagemmi basati su separatori pressati sulle piastre e lui mi aveva illuminato con l'idea di sfruttare la sedimentazione ovvero la forza di gravità, ovviamente l'unico modo era quello di disporre la piastra positiva in orizzontale, da quì è partita la mia sperimentazione, poi si sono aggiunti altri dettagli come la fusione della materia attiva nella piastra per migliorare il contatto elettrico e meccanico di adesione.

Quindi la positiva dovrebbe restare orizzontale per restare fedeli all'idea originale se no la polvere di PbO2 si stacca e si accumula sul lato inferiore, ma potrebbe essere valida per le negative, del tipo:

/ ---> negativa
__ ---> positiva

però questo ci porta ad altri 2 problemi:
1) aumento dell'ingombro, già viene molto grossa la tecnica attuale, figuriamoci così... faccine/sad.gif
2) aumenta la distanza tra le piastre che si traduce in aumento della resistenza interna e basse correnti di esercizio

Morale della favola: le materie attive (il piombo poroso su - e biossido su +) tendono a staccarsi sotto forma di polvere e sedimentare sul fondo e non reagendo più non essendo in contatto elettrico con i poli relativi, si perde capacità, le piastre si dissolvono e se l'accumulatore è progettato male formano anche corti quando il deposito sul fondo tocca le piastre.

Tenere le materie attive bene a contatto con le piastre meccanicamente, seconod mè, si traduce in un accumulatore più duraturo e resistente agli abusi, ecco perchè provo geometrie diverse.

 

Keyosz
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Inviato il: 9/2/2010,12:10

Ciao a tutti,
non mi sono ancora stufato di provare la via delle batterie con materie attive sedimentate e tenute separate dalla forza di gravità invece che da separatori di qualsiasi genere, il metodo di semi-fondere le materie attive di recupero in piastre di piombo è molto promettente, ma non mi soddisfava dal punto di vista della semplicità, difatti per formare piastre di quel tipo serve molto tempo e serve fondere il piombo con relative complicazioni, per non parlare del problema delle bolle che si formano e del loro smaltimento durante l'utilizzo, così, mettendo assieme le briciole di tempo libero, dopo mesi e mesi sono riuscito a provare un altra idea, ovvero usare le materie attive sedimentate in appositi canali stretti e paralleli, senza bisogno mi accendere la fornace per fondere il piombo.

Per provare un metodo alla portata di tutti ho scelto di usare le onduline in vetroresina che si possono trovare da un qualsiasi ferramenta e costano relativamente poco, oltre ad essere resistenti all'acido solforico, inoltre presentano una forma ondulata che con appositi fori permettono un facile e veloce smaltimento verso l'alto delle bolle prodotte durante le ricariche.

L'unico difetto delel comuni onduline è che hanno le "onde" o canali troppo larghi, se ci fosse qualcosa con i canali più stretti si potrebbe aumentare il numero di piste positive e negative alternate e sicuramente aumenterebbe le prestazioni dell'elemento, ma mi sono tenuto a quello che riuscivo a trovare facilmente.

I fori sulle onduline servono solo allo sfiato dei gas in quanto le correnti ioniche scorrono sulla gobba tra una valle e l'altra delle materie attive di segno opposto, la sovrapposizione di più onduline non interrompe il percorso dell'elettrolita in quanto le asticelle di piombo + le materie attive in ogni avvallamento tengono rialzato di quanto basta la vetroresina per lasciare uni spiraglio per tutta la lunghezza che permette la conducibilità elettrica nell'elettrolita tra una fila e quella adiacente.

Inoltre la sovrapposizione di più strati di onduline permette di tenere leggermente pressate le materie attive sottostanti grazie al peso degli strati superiori, il chè migliora la conduttività elettrica tra ossidi e circuito collettore verso l'esterno.

L'unico punto debole da testare nel tempo sono le saldature a stagno (stagno da elettronica è una lega 40% piombo 60% stagno) delle asticelle collettrici delle file che si vanno a saldare alle due piastre laterali del polo positivo e negativo dell'elemento finale, in quanto credo che saranno soggette a maggiore corrosione delle parti in piombo che compongono tutto il resto della struttura elettricamente conduttiva nella cella.

Questo prototipo è rimasto 2 settimane sotto carica ad impulsi desolfatante per escludere che il soflato presente nelle materie attive di recupero pregiudicasse i risultati, dopo 2 settimane di desolfatazione ho misurato 50Ah di capacità con scarica effettuata in 24 ore circa in 2 test successivi.

Sinceramente mi aspettavo di più, ma per lo meno è una tecnica facile da realizzare, se si ricavano le strisce di piombo da una lamiera di piombo non c'è neanche bisogno di fusioni di piombo.

Le onduline usate per l'esperimento:
http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1265712446.jpg

Primo taglio e posa di uno strato per verificare le dimensioni e la disposizione:
http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1265712448.jpg

Foratura della pila completa di strati di onduline, fori effettuati per permettere lo sfiato (venire a galla) delle bolle di gas che si formeranno:
http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1265712449.jpg

Asticelle larghe 1cm e spesse 1mm di piombo che diventeranno i collettori di corrente elettrica posizionati nella parte bassa di ogni avvallamento e ricoperti di materie attive di recupero da vecchie batterie:
http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1265712484.jpg

Disposizione degli strati di onduline con posizionamento e saldatura delle asticelle in modo da avere le polarità alternate:
http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1265712487.jpg

Deposito delle polveri di materie attive recuperate da accumulatori esausti (piastre positive e negative sbriciolate, le materie attive positive sono rossastre in foto, quelle negative grigiastre):
http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1265712485.jpg

Elemento completato, riempito di acido e in fase di ricarica:
http://www.energialternativa.info/Public/NewForum/ForumEA/3/4/0/3/8/1/5/1265712499.jpg

I due tubi bianchi trasversali incollati sulle pareti laterali della cesta servono a tenere pressate verso il basso la pila di onduline che purtroppo tendono ad inarcarsi per via della forma presa restando arrotolate nel magazzino del ferramenta/fornitore.

 

DOLOMITICO

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Inviato il: 9/2/2010,13:29

Cavolo Key,l'idea è niente male,ma quanti strati sono in totale?
Se pensi hai ottenuto 50A di capacita,ma la superfice totale di ossidi positivi è molto piccola,sono appena 2 righe per piano,se non ho visto male sono 5 piani,e in pratica per me è un'ottimo risultato.
Se si riesce a concentrarne di più la capacita aumenterebbe di brutto,di sicuro arriveresti sui 300/400A.
In pratica hai fatto una tubolare orizzontale,e con tanto di sfiati.
Bravo bel lavoro.

 

Keyosz
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Inviato il: 9/2/2010,14:02

Non li ho contati ma dovrebbero essere una 15ina di strati, in effetti se si trovasse un pannello plastico o materiale acido-resistente con ondulature più piccole e ravvicinate sarebbe possibile aumentare la capacità alternando più file di polarità opposta e riducendo anche la resistenza interna, però non ho trovato niente in giro che sia poco costoso.

 

Ferrobattuto

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Inviato il: 9/2/2010,20:33

Accipicchia Key! Sforni idee come una pressa. La cosa migliore è che le metti pure in pratica! faccine/laugh.gif
Ultimamente stai facendo più sperimentazioni sugli accumulatori tu che tutti noialtri messi insieme. faccine/biggrin.gif
Complimenti.
Ferro

 

maxdef
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Inviato il: 10/2/2010,07:51

....grande Key!!!!!....a breve ti copierò l'idea!!! faccine/wink.gif...tanto mica l'avrai brevettata!!!!! faccine/biggrin.gif

....stavo pensando quella resina con il calore si deformerà?...perchè in quel caso prendendo quella liscia si potrebbero realizzare ondulature più strette....

 
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