Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Ogniwo z recyklingu, mini doświadczenia

resetmen 09 Oct 2022 18:30 5391 30
  • No i stało się. Poszedłem do sklepu i kupiłem dwa piwa. Złamałem tym samym zasadę, że miało być darmowo? Jeśli chodzi o zakup to kupiłem jedno piwo w puszce z blachy stalowej, a drugie w puszce z blachy aluminiowej. Piwa jeszcze pełne zostały oszlifowane z farby zewnętrznej. Następnie po opróżnieniu (w moim przypadku nie jest to synonim wypicia zawartości) zostały wycięte takie oto "rury":
    Ogniwo z recyklingu, mini doświadczenia
    No cóż. Tak oto pozyskałem dwie elektrody do ogniwa. Następnie pociąłem owe elektrody na blaszki i wywierciłem w tych blaszkach otwory. Następnie tak jak to jest w akumulatorze kwasowym ułożyłem blaszki na przemian rozdzielając je wyciętymi z chusteczki higienicznej (100% celuloza) przekładkami i zanurzyłem w elektrolicie:
    Ogniwo z recyklingu, mini doświadczenia
    Oczywiście blaszki stalowe jak i aluminiowe zostały połączone śrubkami 3mm.
    Widoczne na zdjęciu ogniwo jest wykonane z połowy puszek.
    Słów kilka o elektrolicie. Mianowicie elektrolit z wody i soli kuchennej nie sprawdzał się za dobrze. Dawał on napięcie ale za bardzo prądu nie. W związku z tym na czuja pomyślałem aby dodać do roztworu soli kuchennej w wodzie trochę kwasku cytrynowego ale ta operacja pogarszała sytuację. Zacząłem więc próbować. Okazało się, że sól kuchenna i kwasek cytrynowy to nie do końca porażka. Przygotowałem więc elektrolit następująco. Do sporego kieliszka wlałem trochę wody i rozpuściłem w niej ile się da najpierw kwasku cytrynowego. Następnie do tego roztworu wsypałem sól kuchenną i rozpuściłem ile się da. Okazało się, że tak przygotowany elektrolit o wiele lepiej spełnia zadanie. Oto pomiary tegoż ogniwa:
    Ogniwo z recyklingu, mini doświadczenia
    Ogniwo z recyklingu, mini doświadczenia
    Napięcie około 0.35 V
    Prąd zwarcia około 0.1 A
    Myślę, że jak na takie mini zabawy to całkiem dobry wynik.

    Cool? Ranking DIY
    Can you write similar article? Send message to me and you will get SD card 64GB.
    About Author
    resetmen
    Level 15  
    Offline 
    Próbuję domowymi metodami w mini projektach doścignąć choć odrobinkę dziejszą technologię 🙂
    resetmen wrote 476 posts with rating 206, helped 0 times. Been with us since 2003 year.
  • #3
    resetmen
    Level 15  
    spec220 wrote:
    Nie wiem czy pomysł z tą solą kuchenną jest dobry. Mierzyłeś upływność wewnętrzną tego ogniwa, oraz degradację elektrod ?

    Chciałem użyć jak najtańszych i powszechnych związków chemicznych. Czekam do jutra i zrobię pomiary.
  • #4
    Jogesh
    Level 28  
    W dzieciństwie takie robiłem z monet mosiężnych i aluminiowych przekładanych wilgotną tekturką. Służyło to do zasilania "telefonu", czyli 2 wkładek telefonicznych i 2 mikrofonów węglowych. Wystarczało. Stosowałem albo sól, albo właśnie roztwór kwasku, aczkolwiek nigdy nie połączyłem obu.
  • #5
    viayner
    Level 42  
    Witam,
    kwas cytrynowy nie jest najlepszym pomyslem, ma on "zdolnosci" do kompleksowania wiec jego ruchliwosc nie bedzie duza w tym ukladzie. Teoretycznie masz elektrode glinowa/aluminiuwa i stalowa/zelazna ale potencjal twojego ogniwa jest stanowczo za maly.
    Moze to wynikac ze zbyt duzego obciazenia ogniwa multimetrem, kompleksujacych wlasniosci kwasu cytrynowego itd.
    Jako elektrolit powinienes wybrac cos co nie bedzie "wizalo" powstajacych jonow.
    Pozdrawiam
  • #6
    resetmen
    Level 15  
    viayner wrote:
    Witam,

    Jako elektrolit powinienes wybrac cos co nie bedzie "wizalo" powstajacych jonow.
    Pozdrawiam

    Ciekawe jest to co się dzieje w tym elektrolicie podczas przyrządzania. Najpierw dysocjuje kwas cytrynowy, ponieważ najpierw jest rozpuszczany, a co powstaje później, po wsypaniu NaCl ? Może w takim układzie kwasek cytrynowy nie wiąże jonów. Jak już napisałem odwrotny sposób przyrządzania elektrolitu nie działa.

    Dodano po 20 [minuty]:

    Przed chwilą zmierzyłem parametry wczorajszego ogniwa :
    Napięcie : 0.308V
    Prąd zwarcia 0.065A
  • #7
    viayner
    Level 42  
    Witam,
    napislaes ze dodatek kwasku cytrynowego do roztworu (rozcienczonego) soli kuchennej pogorszylo sprawe - jak?
    Zasadnicza roznica miedzy "poprzednia" proba a obecna to stezenia, przedtem miales jakies (sadze ze nieduze) stezenie soli a w drugim przypadku roztwor nasycony.
    resetmen wrote:
    ...Przed chwilą zmierzyłem parametry wczorajszego ogniwa :
    Napięcie : 3.08V
    Prąd zwarcia 0.065A

    Ten potencjal ogniwa to ciut za duzy, co ty tam masz Al-Au (ten potencjal bylby dosc blisko) ewentualnie Mg-Ag, tylko ze nie masz tam takich metali. Czy to jest pojedyncze ogniwo?
    Pozdrawiam
    PS elektrody nie sa wykonane z czystych metali wiec reakcje jakie tam zachodza sa nieco skomplikowane.
  • #8
    resetmen
    Level 15  
    Tak to jest pojedyncze ogniwo. Robiłem wszystko na maxa tzn. Najpierw zrobiłem roztwór nasycony z NaCl i ten elektrolit dawał napięcie i mały prąd. Następnie spróbowałem dodać do tego roztworu kwasku cytrynowego i sytuacja się mocno pogorszyła spadło napięcie do 0.1V oraz spadł i tak mały prąd. Gdy jednak zrobiłem najpierw mieszaninę nasyconą kwasku cytrynowego i potem dodałem tyle NaCl ile się rozpuści to w takiej sytuacji elektrolit " zaczął wytwarzać" przy zwarciu ogniwa około 1 mA na cm2 powierzchni elektrody. Robiłem też próbę, że w dwóch kieliszkach sporządziłem mieszaniny nasycone kwasku i soli kuchennej i złączyłem je później razem i też z tego wyszły marne efekty.
  • #9
    viayner
    Level 42  
    Witam,
    kwas cytrynowy jest slaby, wiec woli przebywac w formie niezdysocjowanej (malo go dysocjuje na H+ = slaby kwas). Dodajac go do gotowego roztworu soli kuchennej rozpuscil sie w nim ale raczej nie zdysojowal, w takiej formie zapewne zareagowal z elektorda blokujac ja.
    Drugie podejscie rozpuszczony kwas cytrynowy lekko zdysocjowal, dodatek soli kuchennej spowodowal ze w roztworze kwas cytrynowy byl w postaci slabej soli cytrynianu sodu a w roztworze jakby przy okazji zostal nadmiar wolnych jonow Cl- z soli i H+ z kwasu, co mozna porownac z niewielkim dodatkiem kwasu solnego, co zwiekszylo jego przewodnictwo.
    Moze wyczysc elektrody ponownie i sprawdz ogniwo.
    Czy ten ptencjal 3.08V jest prawdziwy? bo dosc nie realny.
    Pozdrawiam
  • #10
    resetmen
    Level 15  
    viayner wrote:

    Czy ten ptencjal 3.08V jest prawdziwy? bo dosc nie realny.
    Pozdrawiam

    Tak to pomyłka. Ma być 0.308V
    Jak poruszę trochę tym ogniwem to napięcie delikatnie wzrasta.
  • #11
    speedy9
    Helpful for users
    Myślę, że to kwestia składu elektrolitu. W sumie to trudno stwierdzić dokładnie co tam masz ;)
    Reakcja podstawowa jest taka: 3NaCl + C6H8O7 → Na3C6H5O7 + 3HCl
    W jej wyniku powstaje cytrynian sodu oraz chlorowodór. Spójrz też na proporcje. Jeśli po równo dałeś soli i kwasu cytrynowego, to cała sól przereagowała i zostało trochę kwasu cytrynowego w roztworze. Do tego powstał rozpuszczony w wodzie chlorowodór, który elektrolitem jest. Nie wiem jak z cytrynianem sodu. Pytanie więc w jakich proporcjach najlepiej mieszać składniki.
    Dodanie kwasu do soli pogorszyło sytuację podczas prób, bo dużo soli przereagowało z kwasem. Wskazywało by to na fakt, że sama sól ogólnie jest lepszym elektrolitem niż wynik tej reakcji. Dalsze próby
    Quote:
    Do sporego kieliszka wlałem trochę wody i rozpuściłem w niej ile się da najpierw kwasku cytrynowego. Następnie do tego roztworu wsypałem sól kuchenną i rozpuściłem ile się da.

    nadal nie wiele mówią o składzie elektrolitu, ale podejrzewam, że skoro rozpuszczałeś sól do skutku, to elektrolit składa się głównie z samej nieprzereagowanej soli plus cytrynian plus chlorowodór i to jedynie ta sól i chlorowodór mają wpływ na funkcjonowanie tego ogniwa.
    To tylko takie rozważania i mogą być błędne, bo z chemią nie mam wiele wspólnego.
  • #12
    resetmen
    Level 15  
    speedy9 wrote:
    Myślę, że to kwestia składu elektrolitu. W sumie to trudno stwierdzić dokładnie co tam masz ;)

    Tak dokładnie. Jeszcze trzeba dodać , że jak doczytałem sól , której użyłem jest jodowana.
  • #13
    viayner
    Level 42  
    Witam,
    jezeli potencjal jest tak niski to masz zapewne blokowanie/pasywacje elektrod, dlatego sugerowalem jej oczyszczenie i ponowny test.
    @speedy9 - twoje teorie sa teoretycznie poprawne ale praktycznie nie realne, zaproponowana reakcja nie ma racji bytu ze wzgledu na to iz NaCl jest trwalym silnym zwiazkiem chemicznym (sol bardzo mocnego kwasu i bardzo mocnej zasady) i jest stabilniejszym ukladem niz cytrynian sodu bedacy sola mocnej zasady ale slabiutkiego kwasu, jezeli w roztworze pojawila by sie nawet odrobina HCl "wytracilby sie" kwas cytrynowy jako slaby a w roztworze pozostal NaCl. Ta reakcja ma sens ale dokladnie w odwrotnym kierunku.
    Sol jodowana zawiera odrobine jodku potasu. Kwas jodowodorowy jest slaby ale mocniejszy od cytrynowego.
    Pozdrawiam
  • #14
    resetmen
    Level 15  
    Tymczasem ogniwo ma się dobrze pomimo licznych prób zwarciowych nadal oferuje około 0.32V i prąd zwarcia około 0.08A
    Płytka stalowa pokryła się brązową warstwą ale tylko tam gdzie nie była zanurzona w elektrolicie ( widać na fotce krople elektrolitu na elektrodzie stalowej które utrzymują kolor jasny).
    Ogniwo z recyklingu, mini doświadczenia
  • #15
    CMS
    Administrator of HydePark
    Mała rada. Oszlifowałeś puszki od zewnątrz, ale zapomniałeś to zrobić również od wewnątrz, a tam też jest warstwa lakieru i to nawet grubsza. Połowa powierzchni elektrod się marnuje.
  • #16
    resetmen
    Level 15  
    CMS wrote:
    Mała rada. Oszlifowałeś puszki od zewnątrz, ale zapomniałeś to zrobić również od wewnątrz, a tam też jest warstwa lakieru i to nawet grubsza. Połowa powierzchni elektrod się marnuje.

    oszlifowałem też od wewnętrznej strony tylko zapomniałem napisać o tym w pierwszym poście.

    Dodano po 1 [godziny] 46 [minuty]:

    Uwaga ! właśnie przeczytałem w internecie, że podczas kontaktu kwasku cytrynowego z aluminium np. w trakcie czyszczenia mogą się wytworzyć szkodliwe dla zdrowia jony glinu !
  • #17
    viayner
    Level 42  
    Witam,
    resetmen wrote:
    ...Uwaga ! właśnie przeczytałem w internecie, że podczas kontaktu kwasku cytrynowego z aluminium np. w trakcie czyszczenia mogą się wytworzyć szkodliwe dla zdrowia jony glinu !

    - w przypadku spozycia w wiekszej ilosci
    - przy kontakcie Al z silnym kwasem czy zasada aluminium przejscie do roztworu i beda jony glinu.
    Pozdrawiam
  • #18
    resetmen
    Level 15  
    Dzisiejsze pomiary ogniwa :
    Napięcie około 0.29V
    Prąd zwarcia : 0.08A ( trochę dokręciłem palcem śruby spinające elektrody i prąd wzrósł do 0.1A)
    Elektrolit nie mętnieje.
    Dzisiaj rozbiore ogniwo i zobaczę co się dzieje pomiędzy elektrodami.
  • #19
    viayner
    Level 42  
    Witam,
    oczekuje nieco skorodowanej powierzchni miedzyelektrodowej.
    Masz moze sol morska? czyli sol z chlorkami magnezu i potasu, to bedzie niezly elektrolit.
    Mozesz zrobic doswiadczenie czy sama elektroda zanurzona w elektrolicie zmienia sie, wtedy bedziesz mial pojecie czy zachodzi jakies blokowanie/pasywacja elektrody i stad nieco nie oczekiwany poencjal.
    Pozdrawiam
  • #20
    resetmen
    Level 15  
    viayner wrote:
    Witam,
    oczekuje nieco skorodowanej powierzchni miedzyelektrodowej.
    Masz moze sol morska? czyli sol z chlorkami magnezu i potasu, to bedzie niezly elektrolit.
    Mozesz zrobic doswiadczenie czy sama elektroda zanurzona w elektrolicie zmienia sie, wtedy bedziesz mial pojecie czy zachodzi jakies blokowanie/pasywacja elektrody i stad nieco nie oczekiwany poencjal.
    Pozdrawiam

    Mam czysty chlorek magnezu. Myślisz o samym chlorku magnezu jako elektrolicie czy razem z kwaskiem cytrynowym ?
    Jakiego potencjału według ciebie powinno się spodziewać ?
  • #21
    viayner
    Level 42  
    Witam,
    ogniwo porste powinno dac potencjal bedacy roznica potencjalow elektrod:
    https://www.naukowiec.org/tablice/chemia/szer...rochemiczny--napieciowy-pierwiastkow_362.html
    jezeli masz przykladowo ogniwo Daniella (https://pl.wikipedia.org/wiki/Ogniwo_Daniella) gdzie masz elektrody Cu i Zn to oczekiwany potencjal bedzie (+0.34) - (-0,76) = 1.1V.
    Jednym z lepszych elektrolitow jest KCl chlorek potasu, chlorek sodu tez jest dobry, magnezu takze bedzie dobry, zadne z nich nie bedzie kompleksowalo/blokowalo w normalnych warunkach, chodzi o to aby jon w roztworze nie ulegal reakcji wczesniej niz ten na elektordzie jezeli masz elektrode Al (-1,66V) a magnez ma (-2,38V) wiec magnez nie bedzie pierwszy w kolejce :)
    U ciebie masz Fe-Al oczekiwalbym cos okolo 1.2V ale nie masz czystych elektrod, bedzie reagowac to co jest aktywniejsze.
    Moze pocwicz z czystymi metalami. Sprawdz tez jak wyglada potencjal gdzy podlaczysz miernik do czystych elektrod i zanurzysz je w elektrolicie, czy spadek napiecia bedzie duzy?
    Pozdrawiam
  • #23
    sandokan7
    Level 13  
    slaw0 wrote:
    Czy blacha oszlifowana była tylko z zewnątrz? Pytam, bo puszki od środka pokryte są plastikiem.

    Przecież już odpowiedział w poście 16
  • #24
    resetmen
    Level 15  
    Rozebrałem ogniwo by zobaczyć co się w środku dzieje. Przed jednak rozbiórką obciążyłem ogniwo 3-minutowym prądem zwarcia. Przez ten czas z około 0.08A prądu zwarcia zrobiło się 0.05A, a napięcie spadło do 0.22V. Po kilku minutach jednak prąd zwarcia wrócił do 0.08A a napięcie do 0.28V.
    Takie oto zmiany zaszły na elektrodach :
    Stalowe :
    Ogniwo z recyklingu, mini doświadczenia
    Oraz aluminiowe :
    Ogniwo z recyklingu, mini doświadczenia

    Nie widać żeby elektrody były nadżarte .
  • #25
    viayner
    Level 42  
    Witam,
    Nie są nadżarte? A to czego kolega oczekiwał, dziur? Ewidentnie są.
    Chyba że taki był materiał wyjściowy i to by tłumaczyło potencjały.
    Pozdrawiam
  • #26
    resetmen
    Level 15  
    viayner wrote:
    Witam,
    nie sa nadzarte? a to czego kolega oczekiwal, dzur? ewidentnie sa.
    chyba ze taki byl material wyjsciowy i to by tlumaczylo potencjaly.
    Pozdrawiam

    Tak są ale nie aż tak bardzo.Spodziewałem się trochę większej degradacji.Porœwnałbym to do lekkiego wytrawienie ale bez wgłębień wyczuwalnych. Przy tych doświadczeniach zostawiłem w tym elektrolicie łyżeczkę chromowaną na noc i rano się zdziwiłem. Dlatego przypuszczałem, że będzie gorzej.
    Ogniwo z recyklingu, mini doświadczenia
    Materiał wyjściowy był oszlifowany i czysty.

    Dodano po 40 [minuty]:

    viayner wrote:
    Witam,
    kwas cytrynowy nie jest najlepszym pomyslem, ma on "zdolnosci" do kompleksowania wiec jego ruchliwosc nie bedzie duza w tym ukladzie. Teoretycznie masz elektrode glinowa/aluminiuwa i stalowa/zelazna ale potencjal twojego ogniwa jest stanowczo za maly

    Może niski potencjał ogniwa tłumaczy to, że glin pokrywa się naturalnie tlenkiem glinu i jest za mało jonów chlorkowych w tym elektrolicie żeby tę warstwę usunąć ?
  • #27
    resetmen
    Level 15  
    Muszę powiedzieć, że dzisiaj doznałem co najmniej zdziwienia. Wczoraj jeszcze zmontowałem z rozebranego ogniwa ogniwo tylko z dwóch blaszek, aluminiowej i stalowej i odstawiłem na noc. Dzisiaj rano oferowało ono 0.29V i prąd zwarcia około 18mA. Pomyślałem sobie przeprowadzę bardzo surową próbę dla tego ogniwa. Tak więc uruchomiłem stoper i zwarłem elektrody ogniwa przewodem od multimetru tak, że napięcie na elektrodach ogniwa było rzędu 1.5mV . Poczekałem 1 godzinę i rozwarłem elektrody. Ku mojemu zdziwieniu ogniwo nadal oferowało 0.28V i prąd zwarcia około 18mA. Pomyślałem pewno przy próbie godzinnego zwarcia nastąpiła przerwa w obwodzie . W związku z tym przeprowadziłem drugą próbę godzinną z konkretnym zwarciem elektrod. Gdy minęła godzina odczekałem kilkanaście min. Pomiary wykazały 0.28V i prąd zwarcia około 18mA. Co najmniej niesamowite.
  • #28
    viayner
    Level 42  
    Witam,
    nie, to co obserwujesz jest jak najbardziej normalne, ogniwo bedzie pracowalo do chwili "obecnosci" wszystkich skladnikow, czyli upraszczajac do chwili gdy beda pracowaly elektrody (ktoras sie rozpusci czy ulegnie blokadzie/pasywacji) czy elektrolit straci swoje wlasnosci.
    Pozdrawiam
  • #29
    resetmen
    Level 15  
    Mierzę pojemność ogniwa "dwublaszkowego". Na razie nakręciło 0.51 Ws 🙂 jako obciążenie rezystor 10 Ohm.
    Ogniwo z recyklingu, mini doświadczenia
    Wykręciło 2.32 Wato-sekundy. Trzeba przyznać , że podczas pobierania prądu z ogniwa dość szybko się roztwarza w elektrolicie elektroda aluminiowa.