Batteria acqua salata

[Mood]

Avevo realizzato più contenitori, collegandoli in serie ero arrivato a 16V, ovviamente la corrente è bassissima... Però dopo 2/3 giorni è arrivata a 6V, non collegandoci nulla, nemmeno un led... Credo che il problema non dipenda dal rame e l'alluminio perché l'ossidazione dovrebbe essere lenta, poi ho provato gli stessi componenti in altri contenitori di acqua salata e riproduceva la stessa tensione, ma se svuoto i contenitori e li riempo di nuovo la tensione rimane di 6V... Questo mi mette confusione perché non ha senso

I contenitori sono di plastica, perciò non credo dipenda da loro

[boiler]

Avevo realizzato più contenitori

Quanti?

Boiler

[venexian]

Quella che hai hai fatto è una pila REDOX (cerca con Google). Non puoi farla così, ma devi usare due contenitori separati, uno per ogni polo, collegati tra loro con un 'ponte salino' (cerca con Google). Se usi un contenitore solo per entrambi i poli, oltre alla reazione galvanica che vuoi ottenere hai un'interazione tra gli elettroliti dei due poli che inibiscono immediatamente la prima reazione. Con i due contenitori separati, la reazione continua fino all'esaurimento di uno dei due poli metallici o dell'elettrolita al polo opposto.

Probaiblmente il problema principale è che l'ossigeno sciolto in soluzione dall'atmosfera viene esaurito molto velocemente.

Ah, l'ossigeno gassoso in soluzione partecipa alla reazione e si consuma? Stupefacente...

l'ossidazione dello strato superficiale di alluminio e l'esaurimento dei metalli.

I poli si ossidano? Si esauriscono? Entrambi? Sempre più stupefacente...

[GuidoB]

Prova a leggere questo articolo sulla pila di Volta.

La diminuzione della tensione è dovuta alla polarizzazione degli elettrodi. La polarizzazione avviene a causa dei gas (fondamentalmente idrogeno) che si formano sugli elettrodi e vengono adsorbiti da questi. L'idrogeno, oltre a formare uno strato isolante, fornisce una forza elettromotrice che si oppone a quella generata tra gli elettrodi, quindi la tensione che misuri diminuisce nel tempo.

Nelle pile commerciali vengono inserite sostanze depolarizzanti che assorbono l'idrogeno ed evitano questo rapido esaurimento.

Un rimedio temporaneo che tu potresti applicare è estrarre gli elettrodi di tanto in tanto per far scoppiare le bolle di idrogeno, poi ripulirli con un panno (specialmente il negativo).

Un secondo motivo dell'abbassamento della tensione è l'esaurimento dei reagenti (polo negativo ed elettrolita) che non durano in eterno.

Se vuoi ottenere una tensione un po' più stabile, puoi sostituire l'acqua salata con aceto o acido citrico diluito. Una maggiore corrente può essere ottenuta utilizzando acido solforico diluito, ma è un acido forte, da maneggiare con le dovute cautele, e te lo sconsiglio.

Per alzare la tensione devi utilizzare come elettrodi due elementi con la massima differenza di potenziale nella serie elettrochimica di contatto.
Materiali facilmente reperibili, con cui puoi ottenere inizialmente una tensione di circa 1,7 V, sono il carbone di storta (ottenibile dall'elettrodo positivo di una pila zinco-carbone) e lo zinco.

[boiler]

Prima di andare a tirare in ballo setti separatori, semi-celle e gas... io proverei a calcolare il potenziale di cella e confrontarlo con il teorema di Nernst...

Don't feed the troll.

Boiler

[GuidoB]

..devi usare due contenitori separati, uno per ogni polo, collegati tra loro con un 'ponte salino'...

Quella è la pila Daniell, che usa due contenitori, due diverse soluzioni elettrolitiche, e non soffre del problema della polarizzazione, quindi è un'altra possibile soluzione. Il ponte salino però aumenta la resistenza interna, che diminuisce la corrente disponibile.

Però dopo 2/3 giorni è arrivata a 6V, non collegandoci nulla, nemmeno un led...

Se riesci ad illuminare fiocamente un led utilizzando varie celle in serie con aceto come elettrolita, è già un buon risultato...

[fairyvilje]

Non puoi farla così, ma devi usare due contenitori separati, uno per ogni polo, collegati tra loro con un 'ponte salino' (cerca con Google)

Si puoi. Si può discutere sul'efficacia di questo design, ma che sia possibile è ampiamente dimostrato. Il problema principale è che trovare dettagli sui meccanismi di reazione è un molto difficile e non essendo un chimico immaginarmeli su due piedi lo è altrettanto .

Ah, l'ossigeno gassoso in soluzione partecipa alla reazione e si consuma? Stupefacente...

Mai sentito parlare delle pile aria-zinco? Guarda i meccanismi di reazioni per quella classe di batterie se non ci credi.
Uno dei meccanismi proposti proposti per questa classe di batterie considera questo aspetto come rilevante. Ammetto di avere delle riserve al riguardo.

I poli si ossidano? Si esauriscono? Entrambi? Sempre più stupefacente...

Solo quello di alluminio per come la vedo io. Secondo uno schema proposto diventerebbe prima triidrossido di alluminio e poi triossido di dialluminio. Secondo un altro schema reagirebbe con lo ione cloro per produrre tricloruro di alluminio. Probabilmente è una combinazione di entrambe le reazioni.


P.S. Ci tengo a riprecisarlo. NON sono un chimico/ingegnere chimico.
P.P.S. Mood stiamo ancora aspettando i dettagli sul numero di celle e le foto sarebbero comunque gradite almeno per avere una stima dei volumi e delle superfici coinvolte.

[boiler]

Uno dei meccanismi proposti proposti per questa classe di batterie considera questo aspetto come rilevante. Ammetto di avere delle riserve al riguardo.

Nessuna riserva nei confronti della partecipazione dell'ossigeno disciolto nelle reazioni di ossidoriduzione.
Quella forse piú famosa è quella che avviene nella sonda di Clark: https://it.wikipedia.org/wiki/Sensore_di_Clark

Boiler

[venexian]

Tanta, tanta confusione...

Prima di tutto bisognerebbe rendersi conto che l'ossidazione nelle pile REDOX, anche se ha quel 'ossi' iniziale, non ha nulla a che vedere con l'ossigeno...

Del resto, se anche la sonda di Clark ha a che vedere con l'ossigeno, vuoi che nella pila non faccia proprio nulla? Capisco i dubbi.

[Mood]

grazie mille mi avete chiarito mooolto le idee, perciò per tenere in vita la batteria dovrei: mantenere ossigenata l'acqua e ripulire i poli all'interno della soluzione per rimuovere l'ossidazione?

scusate ma non riesco ad allegare le foto, ottengo un errore...