Опять про ЭДС и токи гальванических элементов

[Нехимикнеуч]

Мне бы чего-нибудь попроще надо. Я ведь просто про токи солевого моста спрашивал и ионную мембрану. Неужели из глины делать? Я понимаю, есть еще хлорид алюминия с низкой температурой плавления, йодид лития - сам себе сепаратор  и электрод, но речь немного о другом. Все эти бромиды, фториды и другие соли меди дороговаты будут. Оксид марганца в растворе кислоты  дает потенциал под плюс два вольта, алюминий в щелочи практически минус два с половиной - итого по модулю даже больще 4 В ЭДС теоритически получается. Может просто взять резиновый шланг потолще, наполнить его насыщенным раствором хлорида калия, а на концы закрепить резинками пленку изоспана газодиффузную и ионы пойдут, а хлорид калия не будет выливаться в щелочь и кислоту?

[tvv385]

Мембраны ищите у дюпонта и конечно его злейшего конкурента доу...

(Но цена может не понравиться   Да и врядли они вечные...)

 

Там какой-то очень хитро модифицированный фторопласт...

 

 

PS  имея протон-проводящие мембраны можно и на топливный элемент замахнуться - для того и были сделаны собсно...

(либо классический redox-flow на ванадии разных степеней окисления - фишка в том что у него анодный и котодный электролиты одного состава и нет порчи в случае смешивания - удобно что емкость определяется только емкостью баков с электролитом, да и перезарядить можно просто сменой электролита, даже патент для электромобилей вроде такой был, вместо зарядки замена электролитов как на бензозаправке)

[mypucm]

Посмотрите доступную инфу (в интернете) про аккумуляторы. Они или щелочные, или сернокислотные (-ый). Никто в одном аккумуляторе не мешает бульдога с носорогом. Щелочь и кислоту в разных отделениях. Почему? Да просто прореагируют! Никакая мембрана от этого не спасет! Мембрана только замедляет взаимную диффузию компонентов раствора, но не предотвращает ее. Тем более что коэффициент диффузии ионов водорода (будет диффундировать из кислоты в щелочь) раз в 10 больше, чем у большинства ионов, из-за эстафетного механизма переноса. У гидроксил-иона (пойдет из щелочи в кислоту) скорость диффузии чуток поменьше, чем у ионов водорода, но тоже из разряда чемпионских, по той же причине. И довольно скоро в обоих отделениях будет просто сильно подсоленная водичка. Солевой мостик (по сравнению с мембраной) заметно замедляет диффузию, но при этом резко повышает сопротивление. Вы тогда с Вашего устройства никогда не получите больших токов.

[aversun]

Ну проще найти флакончик марганцовки, чем окись марганца. 

Ничего себе, проще, да еще учитывая, что это прекурсор. А двуокись марганца, да еще уже и смешанную с графитом, можно спокойно извлечь из дешевых солевых батареек, хоть отработанных, хоть свежих.

[Нехимикнеуч]

Понял, спасибо. Ну если даже полиамфолит не поможет, то остановимся на 2 Вольтах  на паре алюминий-оксид марганца с медным катодом (нерастворимым) в растворе щелочи. Думаю, одна большая алюминиевая кастрюля под размер десятилитровой баклашки даст больше ампера. Итого: 8 алюминиевых кастрюль по 1 кг, 8 двадцатилитровых баклашек (донная часть), медная фольга и провод с крокодилами, пластиковые стяжки, 5 кг щелочи, 5 кг оксида марганца, стабилизатор тока/напряжения - тысяч 6 получается. И все это меньше недели проработает. На эти день можно купить еще одну свинцовую тяговую АКБ на 75 Ач. Но ради науки можно попробвать сделать.

Изменено 29 Декабря, 2014 в 08:27 пользователем Нехимикнеуч

[aversun]

Понял, спасибо. Ну если даже полиамфолит не поможет, то остановимся на 2 Вольтах  на паре алюминий-оксид марганца с медным катодом (нерастворимым) в растворе щелочи. Думаю, одна большая алюминиевая кастрюля под размер пятилитровой баклашки даст больше ампера. Итого: 8 алюминиевых кастрюль по 1 кг, 8 пятилитровых баклашек (донная часть), медная фольга и провод с крокодилами, пластиковые стяжки, 5 кг щелочи, 5 кг оксида марганца, стабилизатор тока/напряжения - тысяч 6 получается. И все это меньше недели проработает. На эти день можно купить еще одну свинцовую тяговую АКБ на 75 Ач. Но ради науки можно попробвать сделать.

С 5 кг щелочи ваши кастрюли растворяться часа за 2-3.

Первая дырка в кастрюле приведет к утечке электролита.

[Нехимикнеуч]

С 5 кг щелочи ваши кастрюли растворяться часа за 2-3.

Первая дырка в кастрюле приведет к утечке электролита.

Конструкция эта двухсосудная и максимум упрощена. Кастрюля обматывается синтетическим полотенцем в два-три слоя, поверх полотенца - медная фольга или обмотка из проволоки на всю высоту цилиндра кастрюли. Полученная конструкция опускается в отрезанную нижнюю часть емкости от двадцатилитровой баклашки питьевой воды. Щелочь и оксид марганца будут в баклашке. Литров  30  щелочи на 8 баклашек понадобится. Так что 5 кг - это на одну зарядку всей системы, как мне кажется. Для приостановления разложения кастрюля просто вынимаются из баклашки. После получения приемлемых результатов надо будет сделать конструкцию, чтобы вынимать медный анод большой площади вложенный в  алюминиевой кастрюлюиз баклашки ( это трехсосудная конструкция), чтобы всякий раз не перематывать сепаратор после разложения кастрюли по первому варианту. Нигде я не нашел в инете конструкцию  ГЭ на большой ток.

Изменено 29 Декабря, 2014 в 08:30 пользователем Нехимикнеуч

[tvv385]

С 5 кг щелочи ваши кастрюли растворяться часа за 2-3.

Первая дырка в кастрюле приведет к утечке электролита.

 

с учетом роста температуры от саморазогрева я думаю гораздо быстрее - минуты 2-3, ну еще несколько минут на разогрев до кипения(кипение воды очень эффективно перемешивает жижу паром, что еще больше ускоряет реакцию ввиду хорошей доставки компонентов для реакции конвекцией, а не диффузией...

Оно вообще довольно забавно - сразу вроде не очень быстро и мало заметно - но потом как закипит, как выскочит, как выпрыгнет, полетят клочки по закоулочкам  полетит щелоч за шиворот, а оно и правильно, бо нефиг было теорию диффузии и конвекции с кипением в школе прогуливать ) )

 

Алюминий вообще не стоек в щелочи - ввиду образования растворимых алюминатов, а не защитной оксидной пленки.

 

 

PS  а вот насчет концентрированной щелочи вопрос интересный - там вроде уже оксидирование возможно.  Конечно оксидирование вредный для батарейки процесс - но чиста с научной точки зрения эксперимент может быть вполне интересным...  (кстати там можно получить емкость этого самого слоя оксида как в электролитических конденсаторах десятки мкФ/см2, либо пробивное напряжение в случае формовки напряжением аналогично электролитическим конденсаторам до 300 вольт, впринципе конденсатор для фотовспышки из кастрюльки должен выглядеть весьма забавно, особенно если и зарядить до этих самых 300В и джоулей так на 100, то-то будет прикол пальцы в такую заряженную алюминиевую кастрюльку с водой засунуть, держа ее при этом на весу другой рукой, я бы не отказался посмотреть на такой ролик на ютубе, очень уж интересно померить как делеко может улететь кастрюля от мышечного сокращения такого удара током и возникнет ли интерес к теории диффузии и прочим слоям Гуи...)

[aversun]

а PS   а вот насчет 1-валентного хлорида меди можно подробнее?     У него же растворимость в воде совсем низкая 

Так в этом и суть, что низкая, заметте, в приведенных мною наливных батареях катоды  малорастворимы.

батарея с хлористой медью работает по уравнению

Mg + CuCl = MgCl2 + Cu

Электролит - морская вода. Есть конечно и Mg/AgCl - но они дорогие.

Изменено 29 Декабря, 2014 в 09:04 пользователем aversun

[tvv385]

 Нигде я не нашел в инете конструкцию  ГЭ на большой ток.

 

конструкция обычная, рулонная - как у электролитических конденсаторов - тонкие слои(можно взять алюминиевую фольгу) с тонкой прокладкой из бумаги, свернуто рулончиком...

 

Кстати я почему-то нигде не видел электрохимический потенциал оксида алюминия в таблицах.   Может измерите при случае?   (мож даже потом Вашим именем назовут, возможно посмертно )

 

 

Не, а правда, серьезно.  Было бы забавно сделать такой хитрый конденсатор-батарейко-аккумулятор, 2-в-1.    Там будет и реакция как в батарейке идти, и как электролитический конденсатор работать - надо тока подобрать оптимальную концентрацию щелочи, чтобы были и процессы растворения, и процессы пассивирования...   (Возможно может быть добавить в электролит ингибитор как в составах электролитов для электролитических конденсаторов - какую-нить щавелевую, лимонную или борную кислоту, например)

 

Vladimir

PS   для справки:  батарейка тойота-приус(старая которая щелочная из банок панасоник) набрана из небольших круглых батареек(как в старых совецких фонариках такие круглые были) - 274 вольта и 33 кВт _номинальной_ мощности(53 кг, под задним сиденьем авто стоит кстати), простой расчет показывает что такая "батарейка от совецкого японского фонарика" выдает и принимает более 100 ампер только номинального тока, не выходя за рамки допустимых паспортных нагрузок, в которых она кстати более 500000 циклов обязана выдавать по паспорту, а реально выдает еще больше и работает куда больше заявленных кажись 8 лет...  

(кстати сколько там выдает и живет стартерный аккум авто и надо ли намекать на возможный бизнес на батарейках со старых тойот?)

Так что 1А с кастрюльки это ваще ниочем - можно вполне рассчитывать на обычные для электрохимии токи в несколько А/дм2,

но все-ж в теорию заглянуть советую, а то хочеться почитать про продолжение истории...

 

PPS  эй, химики-электрохимики, а что если чел и правда возьмет да изобретет новый тип аккумулятора? 

Ась?  Что тогда - учебник с горя никто съесть не захочет?