Discussione: Cella a combustibile fatta in casa

Buon Anno a tutti.
..Anno nuovo tecnologia nuova..(mica tanto nuova...)

Chiedo il vostro aiuto/idee per risolvere un piccolo arcano.

Sto cercando di costruire una cella a combustibile alluminio-aria casalinga, da alimentare con materiali di recupero (esempio le lattine).
..Ehm.. ho gia' "smaltito" il C3H5OH (alcol) del capodanno, ..giuro.

-Per quanto riguarda l'elettrodo negativo non c'e problema (foglio alimentare di alluminio o, meglio, lattina di alluminio che fa anche da contenitore)
-Per quanto riguarda l'ellettrolita pure. Si puo' usare acqua e NaCl. Il sale da cucina va benissimo.
-Il problema e' l'elettrodo positivo. Infatti deve essere poroso per permettere il passaggio dell'aria (O2). Nello stesso tempo deve essere impermeabile all'acqua. Ovviamente deve essere anche conduttore (un buon conduttore).
Saprei dove comprare un materiale simile (esempio in GB. Forse da noi c'e' la De Nora di milano, ma propabilmente vogliono quantitativi industriali). Pero' vorrei vedere prima se e' possibile costruirlo low cost con materiale di recupero (tipo la lattina). E qui avanti con le idee...

A titolo di esempio ho provato:
-la spugna conduttiva antistatica (quella nera solitamente usata per proteggere i circuiti integrati), legata tipo salame con filo di rame. Ovviamente non va bene perche' non e' impermeabile e ha alta resistenza (1.5cmq - Rload 235ohm - I=1mA - V=0.25 deludente)
-La paglietta di ferro. Di nuovo non e' impermeabile (1.5cmq - Rload=235 V=0.15 molto deludente)
-Le mascherine parapolvere. Sono impermeabili , traspiranti , ma non conduttive . Non riuscendo a trovare la grafite spray (Dove sara' la bomboletta?. Mah.., ne comprero' una nuova), ho provato a fissare nella parte immersa due bandelline di rame tanto per provare e sapendo di ottenere pessimi risultati. (0.8cmq ca, R 235 V=0.04 da rigiudicare con la grafite/eventuale ramatura leggera o simile).

Avete qualche suggerimento???

le barre di carboncino all'interno delle pile potrebbero andare?

Ciao e auguri

Ciao e grazie.

Incredibile non trovo una pila "normale" in casa. Tutte ricaricabili di vari tipi. Va be'.. quando ne ho una provo.
Spero che il carboncino non si assorba l'acqua (normalmente e' trattato con una specie di Teflon).

Intanto ho provato con la grafite spray. C'e' da affinare la tecnica di spruzzo. Comunque il polietilene (dovrebbe essere il materiale della mascherina parapolvere) ha migliorato passando a 150mV su R 235ohm e 2cmq circa di superficie (piu' grande rispetto a prima), cioe' circa 0.5mA . E' ancora troppo poco: 0.15x0.15/235=95uW se non sbaglio i calcoli (si dovrebbe tirare circa 0.5A).
In parallelo (al carboncino...) tento di affinare questa tecnica magari con lieve placcatura (ci vorrebbe il platino x gli elettrodi porosi ma.....provero' con il rame)........

Sto pensando che dove lavoro, si usano dei silenziatori nei circuiti di aria compressa(tipo scarico aria delle elettrovalvole)di ottone o bronzo di forma tronco conica, molto porosi. Sembra una micro rete di metallo. So che probabilmente non te lo trovi in casa un affare del genere ma non deve essere difficile da trovare. Potresti provare con uno di questi silenziatori rivestito all'interno con il materiale della maschera antipolvere.


Ciao e fammi sapere

E' un'idea. Andro in giro a indagare.

Intanto HO UNILATERALMENTE DECISO che l'orologio di cucina ANDAVA indietro, e quindi ho la pila zinco-carbone (stilo).
Ovviamente ho gia' smontato e preparato tutto.
Immerso in acqua sparava subito 270mV poi e sceso verso i 55mV, che non e' cmqe male visto che e' pochi mm di diametro. Lo lascio tutta la notte a "puccio" cosi' vedo se si impregna. Intanto mi hai fatto venire in mente che ho comprato in qualche parte d' Europa dei carboncini low cost (spazzole x motori) in vari formati...ma dove li avro' messi?? Vedo che anche i miei millivolt sono bassi: sara meglio che vada a ricaricarmi..

Ciao, grazie e buonanotte

Aggiornamenti

Sono riuscito a sfondare il muro del....milliwatt ..anzi dei 2mW.
Per arrivare a cio' ho utilizzato i carboncini (trovati!) che si usano come spazzole per i motori elettrici (motori, non motorini) partendo dal suggerimento di freefly01. Tralascio tutti i passaggi cmque alla fine ne uso due di crica 2cm di lunghezza messi affiancati ed in orrizzontale a pelo d'acqua (un po fuori xche' devono "respirare").
Inoltre ho aumentato la concentrazione di sale e ridotto la R di carico a 61,5 ohm circa (paralleli).
Risultato 0.38mV 6.1mA e 2.3mW circa (per ore...finche' si e' traforato il foglietto di alluminio).
Sono passato ad una lattina e ho scoperto che aveva l'interno rivestito (si vede subito con il multimetro).
Graffiandolo qua e la ho ottenuto 0.2V 3.2mA 0.6mW, ma e' possibile salire se si spelucca meglio.
Certo che i 2.3mW sono distanti dalla potenzialita' della cella (500mA almeno), pero' sono gia' salito di un ordine di grandezza.
Dimenticavo: negativo e' stato l'uso della grafite spray sulla mascherina parapolvere. Dopo la sua applicazione non e' piu' impermeabile. Questo ha pero' confermato la funzionalita della cella alluminio-aria: vedendo la corrente scendere gradatamente ho fatto delle verifiche e ho notato che l'acqua stava lentamente trapassando, "soffocando" la cella. Svuotandola dall'elettrodo riprendeva a tirare la precedente corrente, per poi scendere lentamente man mano che si "riallagava"....

Ciao

ehm.. scusate come al solito mi e' scappato il dito.. volevo scrivere:
<<...Risultato 0.38V 6.1mA e 2.3mW circa...>>
e non 0.38mV
Ciao

hai provato rompere una marmitta catalitica???
hai provato con una giacca in goretex??
oppure con fibra di carbonio ,quello per moto e macchine!!!???

Edited by desmoso - 5/1/2004, 00:16

Ciao a tutti

Forse sarà una domanda inutile .....

che acqua hai usato ???

Ciao

Ho iniziato con H20 distillata poi ho usata anche quella demineralizzata ed infine, esaurite le prime (mi devo ricordare di comprarla), quella del rubinetto. Non e' il massimo ma per le prove comparative tra un elettrodo e l'altro funzionicchia lo stesso.
Ovviamente ho aggiunto il sale (comune) in proporzioni variabili.

Ciao

Dimenticavo l'ultima versione (molto artigianale):

-Tubo rigido da 16 (20) mm di plastica di quello per uso elettrico lung. circa 10cm.
-Foglietto di alluminio (pellicola alimentare) avvolto su quest'ultimo.
-Panno spugna quanto basta, "salato" e avvolto sull'alluminio
-Carta forno (1 giro) avvolta sulla spugna
-Filo a treccia di rame (uso elettronica come toglistagno - ma si puo' usare filo normale a treccia sbrogliandola un po') avvolto a spire lievemente spaziate sulla carta forno
-Molletta che pinza il tubo di plastica (in posizione verticale) alla base. Fa da piantana e permette anche il collegamento elettrico con il foglio di alluminio.
-Carico 61.5ohm (paralleli di alcune resistenze) e multimetro su V ai capi
-Un po' di acqua da versare in alto sul pagnospugna (1-2 cucchiaini circa). Dopo poco inizia a passare la corrente ed i millivolt salgono (dipende dalla soluzione elettrolitica- comunque arrivano pian piano anche a 380mV)
Ciao

Può essere di aiuto

ciao
VincenzoBatteria solare.

Qualche aggiornamento.
Ho trovato un modo semplice di impermeabilizzare l'elettrodo di carbone, in modo da lasciar passare l'ossigeno pero': Il PTFE o Teflon

Ho costruito due prototipi cosi':

-Dati costruttivi:

1) Carboncino cilindrico di una pila ministilo impermeabilizzato tramite film di Teflon PTFE (spray usato solutamente come lubrificante a secco - marca Svitol tecnik) - una estremita' completamente rivestita, l'altra no ed inoltre lasciati scoperti 5-6mm in prossimita' per l'areazione.

2) Panno spugna (spessore 3-4mm) avvolto sulla parte rivestita del carboncino ed impregnato di soluzione di acqua (normale) e sale (concentrazione da verificare)

3) 2-3 giri di alluminio (foglio uso cucina o simile) avvolti sul panno spugna

-Risultati elettrici:
su carico 640 ohm fornisce subito sui 60mV che scendono verso i 35mV per poi risalire e..... dopo una decina di ore si leggono sui 220-240mV.
Allora il carico e' stato portato a 1k (1V=1mA) e la tensione e' salita intorno a 310-315mV
(la corrente e' scesa a poco piu di 0.3mA, ma la potenza totale e' salita a circa 100uW)
dopo 12 ore si legge sui 320-330mV (intorno 20 gradi=) senza nessun intervento esterno....

-Risultati termici:
dopo 1-2 ore (14 circa dal cambio carico a 1k) si leggono 360mV. Noto che e' salita la temperatuta ambiente.
Si prova ad inserire in ambiente freddo (frigo pochi gradi sopra lo zero) e la tensione
scende a 221mV. Si riporta in ambiente (21 gradi circa) e la tensione risale a 310-315mV circa
Cio' implica che una riduzione di una ventina di gradi riduce la corrente di un 27% con carico resistivo costante. A livello potenza si riduce a poco meno di meta' (45uW circa 50% in meno)

Durata
questa versione "aperta" ha iniziato a scemare dopo due giorni di carico ininterrotto. Cio' a causa dell'evaporazione dell'acqua nel pannospugna. Riidratando riparte a funzionare come prima....

Sono alla ricerca di qualche carboncino mooooolto piu' grosso.....e sto cercando di capire dive va ha depositarsi l'idrossido di al.

CITAZIONE (gattmes @ 8/4/2004, 02:27)

Qualche aggiornamento. Ho trovato un modo semplice di impermeabilizzare l'elettrodo di carbone, in modo da lasciar passare l'ossigeno pero': Il PTFE o Teflon Ho costruito due prototipi cosi': -Dati costruttivi: 1) Carboncino cilindrico di una pila ministilo impermeabilizzato tramite film di Teflon PTFE (spray usato solutamente come lubrificante a secco - marca Svitol tecnik) - una estremita' completamente rivestita, l'altra no ed inoltre lasciati scoperti 5-6mm in prossimita' per l'areazione. 2) Panno spugna (spessore 3-4mm) avvolto sulla parte rivestita del carboncino ed impregnato di soluzione di acqua (normale) e sale (concentrazione da verificare) 3) 2-3 giri di alluminio (foglio uso cucina o simile) avvolti sul panno spugna -Risultati elettrici: su carico 640 ohm fornisce subito sui 60mV che scendono verso i 35mV per poi risalire e..... dopo una decina di ore si leggono sui 220-240mV. Allora il carico e' stato portato a 1k (1V=1mA) e la tensione e' salita intorno a 310-315mV (la corrente e' scesa a poco piu di 0.3mA, ma la potenza totale e' salita a circa 100uW) dopo 12 ore si legge sui 320-330mV (intorno 20 gradi=) senza nessun intervento esterno.... -Risultati termici: dopo 1-2 ore (14 circa dal cambio carico a 1k) si leggono 360mV. Noto che e' salita la temperatuta ambiente. Si prova ad inserire in ambiente freddo (frigo pochi gradi sopra lo zero) e la tensione scende a 221mV. Si riporta in ambiente (21 gradi circa) e la tensione risale a 310-315mV circa Cio' implica che una riduzione di una ventina di gradi riduce la corrente di un 27% con carico resistivo costante. A livello potenza si riduce a poco meno di meta' (45uW circa 50% in meno) Durata questa versione "aperta" ha iniziato a scemare dopo due giorni di carico ininterrotto. Cio' a causa dell'evaporazione dell'acqua nel pannospugna. Riidratando riparte a funzionare come prima.... Sono alla ricerca di qualche carboncino mooooolto piu' grosso.....e sto cercando di capire dive va ha depositarsi l'idrossido di al.

be bravo, mi sembra che la tia cella si stia pian piano perfezionando. pure io sono interessato allo sviluppo di energia elettrica da questa fonte, mi piacerebbe poter discutere con te sull'utilizo di altri combustibili da utilizare, questo credo sia il principale problema per poter ragiungere poternze supperiori.
ciao
Glauco

Ehi Gatt,
ho letto tutti i post del tuo esperimento, non so se sei ancora al lavoro e se hai apportato altre modifiche nel frattempo, oggi però mentre ero al supermercato e giravo per gli scaffali ho visto una cosa e ho pensato ...magari può essere un'idea:
Si tratta di quelle pietre porose formate da un'agglomerato di polveri pressate e trattenute credo da un collante; la loro peculiarità è proprio quella di far uscire l'aria dall'interno ove vi è un tubicino però senza fare passare l'acqua all'interno...che dici può servire? Aggiungo, sono usate negli acquari per ossigenare l'acqua attraverso una pompa senza che però l'acqua possa risalire verso la pompa stessa!
Magari infilando un'elettrodo all'interno dello spazio dove si dovrebbe collegare il tubetto dell'aria....
Spero ti sia d'aiuto come idea!!

Ciao

Edited by Spacefinder - 17/8/2004, 20:47

Scusa, ma xkè la chiami cella a combustibile? A me sembra una pila. Cella a combustibile: idrogeno (da qualcosa) + ossigeno + catalizzatore + elettrolita --> acqua + elettricità. Nel tuo caso l'idrogeno da dove lo prenderebbe? I tuoi "elettrodi" piano piano si consumeranno, cosa che nelle FC non accade.

CITAZIONE (surversilfer @ 12/7/2005, 17:50)

Scusa, ma xkè la chiami cella a combustibile? A me sembra una pila. Cella a combustibile: idrogeno (da qualcosa) + ossigeno + catalizzatore + elettrolita --> acqua + elettricità. Nel tuo caso l'idrogeno da dove lo prenderebbe? I tuoi "elettrodi" piano piano si consumeranno, cosa che nelle FC non accade.

cioe' non e' una vera e propria cella a combustibile ma funziona con lo stesso principio e al posto dell'idrogeno c'e' l'alluminio e al posto dell'ossigeno puro l'aria...

Sebbene la differenza tra pila e.....pila/cella a combustibile (trad. dall'inglese) sia molto lieve, questa non è sicuramente appartenente al primo gruppo. Infatti..

CITAZIONE

I tuoi "elettrodi" piano piano si consumeranno, cosa che nelle FC non accade.

...non corrisponde a verità.
L'elettrodo di carbone è un "collettore" poroso che permette lo scambio di ossigeno presente nell'aria (che si....consuma....."Lui", l'ossigeno... in qualita di comburente...non l'elettrodo di carbone) con l'interno della cella.
L'altro elettrodo.....non c'è!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!....semplicemente perchè l'alluminio, che è un conduttore a differenza dell'idrogeno e altre sostanze, non ne ha bisogno, assolvendo esso stesso a questa funzione.
..quello che dice l'Agente (ag_smith) lo puoi cosi interpretare:
una pila/cella a combustibile è una...cosa....dove un "combustibile" (e non ..."l'idrogeno"...) viene sfuttato per ottenere direttamente energia elettrica. Dal momento che si apporta sempre nuovo combustibile non si esaurisce la capacita della cella.
Il combustibile puo essere idrogeno, metanolo, etanolo, vanadio, ecc. ecc.
cosi come un motere x auto è sempre un motore sia che funzioni con benzina (alcool), gasolio (biodiesel/olio grezzo......polvere di carbone!!) e perfino con gas quali GPL (propano/butano), metano, idrogeno (ma guarda....), ecc.


Edited by gattmes - 14/7/2005, 15:20

Ho delle novità.
Ho fatto un passo indietro alle origini. 120 anni fa non esistevano le membrane polimeriche.... si usavano "setti porosi in materiale ceramico".
Da un po mi balenava in testa l'idea...finalmente ho avuto sottomano un..........piccolo vasetto di terracotta!! (diam 4-5cm)
Ho attappato il buco, ho avvolto un po di rame intorno e...ops funziona.
Con poche spire messe in fretta e furia spara qualche milliampere.
Il passo successivo e trovarne uno di forma + cilindrica e ramare (o cromare) LEGGERMENTE la parte esterna.......

Edited by gattmes - 25/7/2005, 12:38

CITAZIONE (gattmes @ 25/7/2005, 12:38)

Ho delle novità.
Ho fatto un passo indietro alle origini. 120 anni fa non esistevano le membrane polimeriche.... si usavano "setti porosi in materiale ceramico".
Da un po mi balenava in testa l'idea...finalmente ho avuto sottomano un..........piccolo vasetto di terracotta!! (diam 4-5cm)
Ho attappato il buco, ho avvolto un po di rame intorno e...ops funziona.
Con poche spire messe in fretta e furia spara qualche milliampere.
Il passo successivo e trovarne uno di forma + cilindrica e ramare (o cromare) LEGGERMENTE la parte esterna.......

come ramare un materiale non conduttore? non e' una sfida ma vorrei capire come si fa cosi' potrei utilizzare questo metodo anche per le fuel cell ossigeno idrogeno magari funzionasse... mi chiedevo in oltre se sarebbe possibile sostituire il comburente... cioe' al posto dell'ìossigeno usare il cloro... non ditemi che dallo scarico esce acido cloridrico... tonto gia lo so e saprei pure che farci...

Ciao
1) E' abbastanza semplice. Si puo fare con il solfato di rame (verde rame) che si trova presso negozi di piante/agricoli. Si prepara una soluzione a base del sale (quello citato e non quello da cucina!) e acqua distillata/demineralizzata.
Se la superficie da ramare non è conduttrice si ricopre di uno strato leggero di grafite colloidale (ci sono le bombolette spray), previo decapaggio es. con acetone.
fatto questo si utilizza un elettrodo di rame per il positivo e ...l'oggeto da ricoprire come altro elettrodo. Si usa una sorgente continua (o detto continua e non radrizzata...) di pochi volt (quel che è importante è la corrente).
...


2) Circa l'ossidante...come dice ilnome...è solo l'ossigeno! Sorry....

Edited by gattmes - 26/7/2005, 09:34

Gattmes facci sapere i risultati con la terracotta... mooolto interessante

Sei un genietto!

Roy

CITAZIONE (gattmes @ 26/7/2005, 09:32)

Ciao
1) E' abbastanza semplice. Si puo fare con il solfato di rame (verde rame) che si trova presso negozi di piante/agricoli. Si prepara una soluzione a base del sale (quello citato e non quello da cucina!) e acqua distillata/demineralizzata.
Se la superficie da ramare non è conduttrice si ricopre di uno strato leggero di grafite colloidale (ci sono le bombolette spray), previo decapaggio es. con acetone.
fatto questo si utilizza un elettrodo di rame per il positivo e ...l'oggeto da ricoprire come altro elettrodo. Si usa una sorgente continua (o detto continua e non radrizzata...) di pochi volt (quel che è importante è la corrente).
...


2) Circa l'ossidante...come dice ilnome...è solo l'ossigeno! Sorry....

quindi il rame si depositerebbe sulla grafite e non sulla terracotta?
a questo punto mi viene una'altra domanda... ma la grafite non e' gia conduttiva? quindi il rame serve solo a diminuire la resistenza o sbaglio?

Edited by ag_smith - 26/7/2005, 10:03

come vanno le prove? io non ho ancora trovato niente che potrebbe essere utilizzato in questo modo tuttavia ho visto quei cosi anti zanzare che pian piano vaporizzano il liquido che sono fatti da un cilindo di grafite porosa e siccome alla publicita' avevo sentito che quelli raid avevano il cilindretto argentato volevo vedere se dove c'e' l'argentatura resta poroso oppure se restano porosi solo i capi del cilindro che alla fine sono quelli che servono per quella funzione...

cmq dovremmo trovare tanti cilindri di terra cotta per aumentare la potenza della cella oppure uno piu' grande solo che a parita' di spazio occupato il rendimento sarebbe inferiore di molto.... cmq aspetto i risultati della tua prova con la ramatura prima di iniziare a provare per vedere se comprare la grafite spray e ramare o avvolgere tutto il cilindro con del filo

Ho seguito il tuo consiglio, provando solo con la grafite.
A tal fine ho acquistato un vasetto ancor più piccolo (meno di 3cm di diametro!). Sebbene di dimensioni ridotte, dopo un 15-30 minuti la corrente in quasi cc ha raggiunto quasi 2mA (contro i quasi 3mA del precedente, di dimensioni oltre il doppio).
Tuttavia:
-la terracotta è troppo porosa. Trasuda, quindi l'air elettrode viene in parte soffocato-
-la grafite da sola è troppo fragile. Basta un lieve strofinio per asportarla (sporcandosi...)

In questo periodo sono impossibilitato a ramare. Per il primo problema invece pensavo di rivolgermi ad un negozio di ceramica (meno porosa) artistica, chiedendo un contenitore senza "lacca" lucida....