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experimentator
22-09-2013, 12:11
Pila chimica al ferro
Nell’intento di analizzare e migliorare le ipotesi di utilizzo di varie sostanze chimiche per la pila a ricarica liquida da me ideata , ho preso in considerazione un’altra possibilità di utilizzo di una specie chimica assolutamente ecologica come l’elemento chimico FERRO.
Reazioni
Fe2+ + 2 e > Fe -0.409 volt (1)

Fe3+ + 1e > Fe2+ 0.771 volt (2)

Totale 1,180 volt
In pratica una soluzione di Ferro III Fe3+ funge da ossidante del ferro metallico ossidandolo a Fe2+.
La pila può essere costruita in tal modo secondo questo schema:

33204


In pratica nella semicella a sinistra il Fe si ossida passando in soluzione e formando Fe2+.
Nella semicella a destra il Fe3+ si riduce acquistando un elettrone e passando a Fe 2+.
La reazione si arresta quando tutto il Fe3+ viene ridotto a Fe2+.
A questo punto si può iniziare al ricarica del sistema facendo avvenire la reazione inversa.
Semicella (1) Fe2+ +2 e > Fe riduzione.
Semicella (2) Fe2+ > Fe3+ ossidazione

Questa è una pila totalmente ecologica o green, che utilizza elemento chimico ecocompatibile ferro.
Costo bassissimo , riciclo facilissimo, reperibilità ferro, ubiquitario.
Seguiranno calcoli per la densità di carica raggiungibile.

Mr.Hyde
23-09-2013, 19:26
Ciao Zag..... domanda ....., ma il ferro +2 ed il ferro + 3 sono sotto forma di idrossidi?

experimentator
23-09-2013, 19:50
La reazione è la reazione classica degli ossidi di ferro II e III. Prevedo di utilizzare una soluzione lievemente alcalina partendo dall'idrossido ferrico Fe(OH)3 al catodo e ferro all'anodo . Ho scelto la formulazione di idrossidi per abbassare il peso totale in quanto OH- pesa solo 17 .
Ma ancora non ho provato sperimentalmente in fase liquida. Ma per aumentare la densità di carica per kg, sto pensando a una fase gel semisolida.
Intanto ho verificato che un fil di ferro immerso in soluzione ha una d.d.p di -0.21 volt circa.
E' solo l'inizio, mi sto procurando il materiale.
Intanto per quanto riguarda i costi il ferro è circa 1 eu a kg , mentre il rame è a 7 eu.
Quindi una pila del genere verrebbe a costare 1/7 rispetto alla daniel.
Il famoso Edison agli inizi del secolo aveva proposto batterie al ferro per le auto elettriche .
Saluti.

Mr.Hyde
24-09-2013, 22:58
Il famoso Edison agli inizi del secolo aveva proposto batterie al ferro per le auto elettriche

volevi dire ferro-nichel ?

experimentator
25-09-2013, 18:44
Mi pare che gli idrossidi di ferro vengono impiegati negli impianti di depurazione delle acque :
Wikipedia:
L'idrossido di ferro Fe(OH)3 granulato viene prodotto da materie prime sintetiche di estrema purezza e viene impiegato negli impianti di adsorbimento (http://it.wikipedia.org/wiki/Adsorbimento) con letto fisso soprattutto per eliminare arsenico (http://it.wikipedia.org/wiki/Arsenico) e fosfati (http://it.wikipedia.org/wiki/Fosfato).
Il materiale filtrante mantiene anche per lunghi periodi di esercizio una buona porosità e una buona capacità a trattenere l'arsenico. Il produttore di impianti indica solitamente la possibile capacità di adsorbimento e le dimensioni dell'impianto adsorbente a seconda dell'impiego previsto oppure attraverso esperimenti con acqua grezza.
Il sistema non necessita di rigenerazione, ma solo di periodici controlavaggi. A differenza di altri prodotti adsorbenti, con l'idrossido granulare, dopo il controlavaggio, il volume del letto resta praticamente costante, rimanendo inalterata la superficie adsorbente a disposizione. Inoltre esso è in forma secca, e quindi facilmente trasportabile e immagazzinabile.

Mr.Hyde
25-09-2013, 22:04
Tonino,visto che nell'altro thread hai elencato le negativita' del grafene , vorrei informarti anche io sulla produzione di ferro , il ferro non è per niente ecologico , viene estratto dai minerali ferrosi negli altiforni , che usano quantitativi enormi di carbone aggravando notevolmente l'effetto serra , inoltre l'estrazione di tali minerali ferrosi distruggono l'ambiente ( fauna e flora) e smontano le montagne vedi cave , senza contare il quantitativo di combustibile utilizzato dai mezzi ... fatto questo disastro ecologico iniziale , si continua dentro alle acciaierie ...vedi i danni ambientali creati dall' Ilva sulla fauna e flora , sui bambini e sui morti che ci sono stati fino ad oggi .... se poi volete avere ragione per forza ... a me va anche bene , ma forse considerare il ferro come ecologico è un'azzardo !! la realta' per oggi è questa ,purtroppo

e qui stiamo parlando di una pila completamente in ferro!

cordialita'

experimentator
26-09-2013, 01:41
Precisiamo che il ferro ed i suoi ossidi di per se non sono pericolosi, anzi sono ecocompatibili e vengono utilizzati anche nei cosmetici ed autorizzati dal Ministero della sanità e dall'OMS.

Se poi tu vuoi palare di come viene estratto e come viene lavorato , quello è un altro discorso.
La si tratta di rivedere i cicli di produzione e come i lavoratori vengono costretti a lavorare in condizioni di assoluta insicurezza.

In quel caso sono da incriminare i datori di lavoro , non certo il materiale ferroso . Anche in quel caso l'agente cancerogeno è ancora la grafite o carbone di miniera utilizzato negli altoforni.

Ma quello che dobbiamo noi eliminare è mettere nel mercato a contatto con l'essere umano (bambini, donne, anziani), prodotti cancerogeni.
Il ferro e suoi ossidi non lo è (vengono utilizzati anche nella plastilina per bambini) , il grafene e nanotubi Si.
Vogliamo far proliferare una tecnologia potenzialmente pericolosa?

Andando nello specifico caso qui trattato , una batteria al ferro è ecologica, una batteria alla grafite è potenzialmente pericolosa anche per il rischio di incendi ed esplosioni.

Mr.Hyde
26-09-2013, 10:46
Scritto da Tonino :

Mi pare che gli idrossidi di ferro vengono impiegati negli impianti di depurazione delle acque

anche il carbone attivo viene largamente usato nella depurazione acque e per fabbricare filtri per le maschere antigas che ci salvano la vita , nei filtri per acque a carbone attivato non solo elimina arsenico e fosfati , ma una miriade di altre sostanze .... (ed è completamente rigenerabile)

inoltre parlando di grafite questa ricerca illustra a cosa potra' essere utile l'ossido di grafite nel futuro

L’acqua potabile è ancora molto lontana per miliardi di persone che vivono nelle zone rurali e per trovare una soluzione ai loro problemi alcuni ricercatori hanno lavorato duramente. Finalmente, dopo una lunga ricerca, hanno trovato una soluzione per pulire l’acqua sporca e renderla potabile. La depurazione delle acque con sabbia è un metodo tradizionale, ma, questa volta, un team di ricercatori della Rice University del Texas hanno apportato alcune modifiche nel metodo. Quando la sabbia è rivestita da ossido di grafite, diventa “sabbia super”. I ricercatori ritengono che la “sabbia super” è un metodo efficace e veloce per purificare l’acqua. Secondo la BBC, la sabbia grossa non purifica l’acqua. Il nuovo metodo sviluppato dai ricercatori dell’Università di Rice è veloce ed efficace. Inoltre, il metodo è poco costoso ed molto efficace e richiede una esigua quantità di grafite la quale può essere facilmente riutilizzata per pulire l’acqua contaminata. I ricercatori ritengono che questo metodo contribuirà a mantenere la gente lontano da malattie legate all’acqua. Durante la sperimentazione, i ricercatori hanno mescolato l’ossido di grafite con sabbia normale. L’hanno successivamente riscaldata fino a 105 gradi per poche ore e ottenuto cosi la cosiddetta “sabbia super”

Queti ragionamenti pero' non sono utili per stabilire l'ecologia di un prodotto , in quanto per depurare le acque esistono migliaia di metodi che utilizzanno metodi chimici e fisici di ogni tipo . In questa sezione del forum sarebbe utile parlare del funzionamento e dei principi su cui si basa la pila senza andare alla deriva in aspetti ambientali . Anche perche' se ti dico quali prodotti chimici si utilizzano per analizzare le acque ci rimarresti male ...

per Zagami
vale lo stesso discorso , se un ingrediente viene inserito in un gioco o un'alimento o quant'altro , non stabilisce la sua presunta tossicita' o cancerogenicita' , l'esempio piu' lampante è l'additivo nitrito di sodio (assodato cancerogeno)presente in quasi tutti gli insaccati o derivati di carne e l'anidride solforosa(cancerogena per il fegato) inserita in ogni sorta di bevanda ,succhi di frutta compresi ... e molti altri additivi ...
anche se nel caso specifico da te illustrato sono pienamente d'accordo sulla sua non tossicita'
cordialita'
Fine OT

experimentator
26-09-2013, 14:35
Va bene francy, ci siamo capiti.
Anche la grafite ha la sua utilità non lo nego, ma la mia enfasi voleva essere posta nel non mitizzare questo famoso OG , che sembra la panacea di tutti i mali, non è cosi, anche esso presenta dei lati negativi ed oscuri.
Certo i carboni attivi sono utilizzati pure essi per depurare le acque , ma si tratta dei carboni ricavati da origine vegetale, come il carbone che vendono in farmacia per l'aerofagia.
Per quanto riguarda gli additivi alimentari che hai citato, infatti io non sono d'accordo per il loro utilizzo e quando compro un pò di vino guardo sempre se vi è specificato aggiunta di bisolfito. Ma diciamo che personalmente oramai io mi compro il mosto vergine e mi faccio il vino da solo (piccola quantità).
Ma a parte questo, senza polemica, dobbiamo cercare soluzioni idonee per evitare di avvelenarci noi stessi con i prodotti che fabbrichiamo.
La critica costruttiva non ha fatto male a nessuno , anzi è positiva.
Fine OT, fine polemica.

Leonardon
03-03-2014, 01:46
Zagami

Potresti scrivere l'equazione di carica/scarica della batteria Fe/Fe(OH3)?
Con che elettrolita?

I concosco la Fe/Ni(OH)2 -quella di Edison- e so che ha i seguenti problemi:
Costo del supporto elettrodo fatto di NickelFoam
Necessità di additivi per incrementare conducibilità del Ni(OH)2 e del Fe2O3
Basse correnti di scarica
Evoluzione idrogeno all'anodo e ossigeno al catodo

Quotazioni produttori Cinesi: > costo LiFePO4

experimentator
20-03-2014, 23:58
Salve.
Scusa Leonardo , sto rientrando solo adesso in questa discussione .
Ma come puoi vedere dall'inizio al #1 e successivi ho spiegato abbastanza .
Per il momento ho interrotto gli esperimenti di questo tipo di pila, in quanto ritengo che la pila al perossido d'idrogeno sia la migliore e la più promettente ed in quanto impegnato in attività lavorativa che non mi consente tempo libero.
Ma comunque credo che valga la pena approfondire la cosa in quanto la ritengo abbastanza ecologica.
............................
Fe > Fe2+ + 2 e -0.409 volt (1) fase di scarica
Fe3+ + 1e > Fe2+ 0.771 volt (2)
------------------------------------------------------------------
Semicella (1) Fe2+ +2 e > Fe riduzione. fase di carica
Semicella (2) Fe2+ > Fe3+ ossidazione

...............................
Saluti.

Leonardon
22-03-2014, 01:26
Segnalo questa campagna molto interessante:
Conductive Ink | Indiegogo (http://www.indiegogo.com/projects/conductive-ink)

Qui alcuni video di usi/idee per l'inchiostro di grafene:
https://www.youtube.com/watch?v=IruT...em-subs_digest (https://www.youtube.com/watch?v=IruTLRPV3qY&feature=em-subs_digest)
https://www.youtube.com/watch?v=Hn71...JxNtKuz3rkq16A (https://www.youtube.com/watch?v=Hn71OferKik&list=UU4AkVj-qnJxNtKuz3rkq16A)
https://www.youtube.com/watch?v=mVSr...JxNtKuz3rkq16A (https://www.youtube.com/watch?v=mVSrm8q4G_8&list=UU4AkVj-qnJxNtKuz3rkq16A)
https://www.youtube.com/watch?v=JXyT...JxNtKuz3rkq16A (https://www.youtube.com/watch?v=JXyTC7soRxI&list=UU4AkVj-qnJxNtKuz3rkq16A)
https://www.youtube.com/watch?v=DEs6...JxNtKuz3rkq16A (https://www.youtube.com/watch?v=DEs6hm3bI8w&list=UU4AkVj-qnJxNtKuz3rkq16A)