Visto l'interesse suscitato da questo procedimento ho pensato di chiarire (e chiarirmi) le idee in proposito.
Innanzitutto qualsiasi metallo che esista in soluzione sotto forma di ione può essere depositato, al catodo, in forma assai pura tramite il passaggio di corrente.
E' un procedimento costoso e viene usato solo per metalli di elevato costo e la cui raffinazione è importante e difficile nel contempo, come ad esempio il rame, raffinato al 90% per via elettrolitica.
Non entreremo in merito di come renderlo sotto forma ionica, cosa relativamente facile, basta scioglierlo in un acido o in una base che possa farlo, ma ci occuperemo del fenomeno.
Questi è regolato da precise leggi: Le tre leggi di Faraday sull'elettrolisi
(in realtà sono due, ho suddiviso la seconda in due parti, ma così è più chiaro)

I La massa di elemento che si deposita all'elettrodo dipende direttamente dalla carica elettrica che passa nella soluzione

II A parità di carica che passa, la massa di elemento che si separa all'elettrodo è proporzionale all'equivalente chimico dell'elemento

III Per depositare 1 grammo equivalente di elemento occorre la carica di 96.500 coulomb (96 485 per l'esattezza), questa specifica unità di misura, in questo contesto, è detta Faraday: un faraday è la quantità di carica di una mole di elettroni, vale a dire il prodotto della carica dell’elettrone (1,6x10^-19C) per il numero di Avogadro (6,022x10²³): 96.485 C.

La prima legge è intuitiva, più corrente dai, più metallo ottieni.
E' evidente che esistono dei limiti fisici dettati dalle dimensioni degli elettrodi, aumento di temperature, eccetera, ma in ogni caso la relazione è diretta e lineare.

La seconda è meno intuitiva ed occorre calcolare l'equivalente chimico dell'elemento .
Non è difficile, basta dividere il peso atomico dell'elemento preso in considerazione per il numero di ossidazione. Attenzione il peso atomico non il numero atomico.
Ad esempio il piombo ha peso atomico 207,2 in forma ionica, come nelle soluzioni degli accumulatori, ha numero d'ossidazione 2 quindi l'equivalente è 207,2/2= 103,6.
Fosse stato argento, che in forma ionica ha numero d'ossidazione 1, Ag⁺ avrebbe avuto , come equivalente, 107,88/1=107,88

La terza è facile: basta ricordare che un Coulomb equivale ad un Ampere per un secondo, quindi per depositare un grammo equivalente occorrreranno 96.500 ampere per un secondo oppure 26,8 ampere per un ora (96500/3600 secondi) e così via

Quindi in una soluzione di ioni piombo Pb²⁺ si depositeranno al catodo 103,6 grammi usando 26,8 ampere per un ora oppure 2,68 per dieci ore, oppure 96.500 per un secondo (ovviamente sono calcoli teorici, voglio vedervi a far scorrere 100.000 ampere in una vasca... )


Esempio
Kejosz non vuole costruirsi una forgia come ferro e vuole usare l'elettrolisi, quanti ampere dovrà usare e per quanto tempo per ottenere 10, 36 chili di piombo?
Allora, una soluzione di ioni piombo Pb²⁺ vale 103,6 grammi equivalenti (che combinazione!) quindi occorreranno 96.500 C x 1 sec. x 100 ( 10360 grammi /103,6 grammi ) cioè 268 ampere per dieci ore (oppure 26,8 per cento e così via...)

Per cui se la tensione necessaria fosse anche soltanto 3V (ma tra raddrizzatore, resistenze varie ecc. ne serviranno di più...) fanno 804W per dieci ore, oppure 80,4W per cento ore. Insomma, una decina di KW più o meno, che non sarebbe nemmeno assai, avendo energia per conto proprio. Il difficile (forse) è diluire l'ossido di piombo in forma ionica, seppure si può, e il solfato, in modo da poterlo scindere per via elettrolitica. Ma ho l'impressione che si riformerebbe un accumulatore e staremmo punto e daccapo.
Che ne dici Lupo, c'è un sistema? (E' una delle solite mie domande.....)
Ciao.
Ferro

Ciao Ferro, ciao Lupo,
quante belle informazioni, bella la tua spiegazione Lupo, se vai avanti a spiegare così bene va a finire che ti rubiamo il lavoro un gionro o l'altro!

Con 1/3 dei mie pannelli fotovoltaici faccio circa 15Kwh al giorno, quindi più o meno l'energia necessaria per i 10Kg di piombo, giusto? la cosa fila via liscia a livello teorico!
Poi Ferro, devo disegnare uno schema, ma guarda che con i circuiti switching se ho in uscita 100A a 2V sull'ingresso posso dimminuire la corrente parecchio, tipo 10A a 20V, o 5A a 40V, ne ho già fatti di circuiti simili, appena trovo il tempo ti illustro con foto e schemi.

I dubbi restano sulla realizzazione pratica, ma credo che parte del lavoro possa avvenire più per reazioni normali dell'accumulatore che per deposizione... forse è meglio fare una prova e ragionare sui risultati, ci arrivo ci arrivo, prima o poi!

Salve a tutti.
Bene Keyosz, se sperimenti facci sapere come va a finire. Se poi hai tempo per quegli schemi meglio ancora. Certo con un sistema switching, specie se di tipo a conversione, si hanno rendimenti molto alti.
ti ringrazio anticipatamente.
Saluti.
Ferro

Dodici centesimi di volt? Siamo sicuri? Se sì direi che l'unica strada è un raddrizatore sincrono a MOS ... anche da un trasformatore di rete a 50 Hz senza andare troppo sul complicato. Certo è possibile realizzare un SMPS con questi dati di terga (pardon targa) ma la vedo duretta sotto molti punti di vista.

Allora la reazione completa è:

Pb + 4HNO

3

3

2

2

2

...
Se siamo a 2 volt allora è pensabile un SMPS. Ad esempio tutte le schede madri dei Pentium hanno un tale ali a bordo per i 2,25 3 3,5 ecc... delle CPU. Certo farlo a 100 A non è banale ... non so se il gioco vale la candela, almeno nella fase di test del processo.

Un semplice trasformatore a 50Hz riavvolto sul secondario con tubetto o piattina di rame può andare ugualmente. Per i diodi ancora i sincroni a MOS, se ad esempio abbiamo 5 milliohm di RDSon si dissipa solo mezzo watt a 100 A. Con un diodo rettificatore normale tale valore sarebbe di 100 * 0,6 = 60 W contro 100 * 2 = 200 W sulla cella mentre con uno shottky da 0,3 V di diretta saremmo a 30 W sul diodo e sempre 200 W sulla cella. Valori accettabili dopo tutto ... specie se l'energia viene da un fotovoltaico.
Naturalmente un inverter è necessario per avere l'alternata, ma quì il rendimento è elevato. La parte che renderebbe meno di tutte è proprio il diodo o i diodi se non sincroni ...
Con diodi sincroni a MOS usando un rettificatore a doppia semionda, ed un trafo riavvolto per diciamo 2 + 2 V AC a 100 A + inverter sarei positivo sul poter mantenere il rendimento del sistema sopra od uguale al 90 %

Salve a tutti.
Ciao Elektron, ti va di buttarci giù per favore uno schemino per il congegno? Senza impegno, passibile di modifiche, chiaramente.
100A tutto sommato sono raggiungibili con i nuovi mosfet.
Stavo pensando..... Visto che si deve riavvolgere il secondario di un grosso trasformatore con tensione bassissima, si potrebbe avvolgerlo per una tensione un pelino superiore, e aggiungere un po' di spire in più sul primario con diverse prese. Con un commutatore si potrebbe commutare per una tensione ottimale, forse senza ricorrere ad un inverter, e aumentare il rendimento. Potrebbe fungere?
Saluti.
Ferro

Prima di intraprendere la strada dell'elettrolisi vorrei farsi presente le difficoltà a cui andrete incontro.
Sorvolando sulla parte elettrica-elettronica, che già da sola dovrebbe far meditare, occorre pensare che per ottenere 10 chilogrammi di piombo puro occorre un recipiente da una ventina di litri inattaccabile dall'acido nitrico, un sistema di elettrodi che peschi in tale recipiente e che sia sufficientemente robusto da reggere una decina di chili di peso, collegamenti che reggano correnti di CENTINAIA di ampere ed oltre per ore, oltretutto a bassa tensione, per cui contatti perfetti, circa una dozzina di litri di acido nitrico, un ambiente molto ben areato, con la NO

2

Salve a tutti.

CITAZIONE

Avete delle forgie meravigliose...