Esperimenti su pila Daniell ricaricabile
l pila Daniell  come descritta nei libri di testo è assolutamente improponibile per realizzare una batteria funzionante . anche io ho iniziato a fare i primi esperimenti nella maniera classica  , come si vede da questa foto. Difetti, peso eccessivo , scarsa conducibilità elettrica , alta resistenza interna .
Il ponte tende ad inquinarsi , infatti il solfato di rame o meglio lo ione rameico tende a passare il ponte a spostarsi sulla soluzione di Zinco a lungo andare .
Peggio di peggio un ponte fatto di una carta umida imbevuta o da cotone imbevuto. 
Certo i difetti sono tanti ma molti difetti li ho superato cercando soluzioni alternative nuove . 
La Pila Daniell con il separatore di porcellana porosa è assolutamente fuori discussione per fare una pila moderna dove contano i kWh/kg .

(2017-04-12, 16:00)zodd01 Ha scritto: Puoi descrivere meglio come hai realizzato questa pila ?

Zodd ho iniziato con la pila tradizionale come descritto , ma ho pensato di semplificare e modernizzare il tutto riducendo il peso notevolmente diciamo un decimo della pila iniziale . Infatti una pila con bicchieri o una pila Daniell tradizionale pesa più di mezzo kg , mentre io con 500 gr ho realizzato 10 celle in serie con 12-13V totali . 
La batteria è realizzata prendendo dei pannelli di policarbonato che vendono al bricocenter . Tagliati supergiù 15x30 cm . Ogni cella misura 8*10mm .

La parte di sotto delle celle di policarbonato presente delle aperture di qualche cm fatte apposta per far comunicare le due soluzioni a mo di ponte salino .
Il fondo viene riempito con bentonite per gatti che tappa il passaggio tra le due soluzioni di ZnSO4 e CuSO4 . Nella soluzione di sinistra in pratica il polo negativo , dove stà l'elettrodo d Zn , non ho messo ZnSO4 ma semplice soluzione di sale da cucina , mentre a destra polo positivo ho messo Solfato rameico .
Facendo in questo modo si parte con un voltaggio maggiore in quanto quello che conta all'inizio è la conc. di Cu++ come descritto nella formula di Nerst. Ma sono allo studio altre alternative di soluzioni ancora migliori per aumentare la corrente di spunto . 
Ciao.


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Come ho detto antecedentemente il mio tentativo è realizzare una pila Zinco-rame ricaricabile .
Vi sono diversi punti critici .
Elettrodi , setto poroso , o ponte salino , conducibilità della soluzione . 
Nel tentativo di realizzare degli elettrodi porosi che espongano la massima superficie di scambio ionico ho realizzato degli elettrodi per elettrodeposizione .
Nella foto sotto si può notare la elettrodeposizione di Zinco realizzando un elettrodo poroso con ampia superficie di scambio .


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Riporto gli Ultimi esperimenti sulla pila daniell ricaricabile , ma vi sono delle cose che non mi convincono   . La pila è parzialmente ricaricabile .
Vedere foto allegata nella posizione segnata 1-2- 9 , vi è un deposito bianco sul fondo che dovrebbe essere di solfato di Zn o idrossido di zinco .  
Vedere nella posizione 9 delle bollicine evidenti di gas che dovrebbe essere H2. 
Ora ho analizzato diverse opzioni di reazioni redox . 
Cu2+ 2e- > Cu    riduzione di rame al catodo . Fase di scarica .    V= +0.337 
Zn2 +2e- <  Zn   ossidazione  Zn all'anodo  . Fase di scarica .      V = -0.760
In fase di carica con il catodo sul polo di zinco dovrebbero avvenire le reazioni inverse :

Cu2+ 2e- <Cu    ossidazione di rame all'anodo . Fase di carica .    V= +0.337 
Zn2 +2e- >  Zn   riduzione Zn al catodo  . Fase di carica .      V = -0.760 

Ma questo avviene parzialmente , non nelle posizioni 1-2-9 delle celle elettrochimiche . 
Tra le reazioni redox da me ipotizzate vi sono :
2H3O+  +2e-              <>    H2  + 2 H2O                           V = 0.0 
O2   + 2H2O  + 4 e-    <>   4 OH -                                     V = +0.40 
2H2O +2e-                 <>   H2 + 2 OH-                              V=  -0.83 
Ora in ambiente alcalino nessuna delle reazioni dovrebbe avvenire .


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NaClO
Stasera sono in vena di dare consigli.
Devo aggiungere che i tuoi esperimenti ne hanno assai bisogno.
Iniziamo dicendo che la Daniell non è ricaricabile. Punto e basta. Ogni esperimento in tale senso è una pura perdita di tempo. Non mi dilungo sulla spiegazione del fenomeno perchè esula dalle finalità del forum.
Parlando della realizzazione del marchingegno seriale, si nota la scarsa qualità della realizzazione e la mancanza delle informazioni. I risultati degli esperimenti vanno sempre accuratamente descritti evitando nel contempo tutto il superfluo e le ipotesi non dimostrabili. Per esempio, quando dici che la pila è parzialmente ricaricabile, è necessario dire come è avvenuta la ricarica (voltaggio, intensità di corrente e tempo di applicazione) e descrivere i fenomeni osservati (formazione di gas, depositi di metallo, etc.). Ipotizzare che un deposito possa essere solfato o idrossido di zinco è insufficiente. Due sostanze così diverse si riconoscono con una semplice analisi. Lo stesso vale per l'H2.
Poi è auspicabile studiare e informarsi. Vedere cosa hanno già fatto gli altri ( a partire proprio dal Daniell) e partire da lì per eventuali varianti. 
Si scoprirà così che la Daniell aveva il pregio di non liberare gas durante il suo funzionamento ( e quindi di non polarizzarsi) e che sebbene la corrente che erogava fosse relativamente modesta, ciò non fu mai visto come un difetto grave. La sua piuttosto elevata resistenza interna la proteggeva infatti dai cortocircuiti e la corrente in uscita era decisamente costante nel tempo, almeno fino a quando il rame non si depositava anche sul setto poroso.
Interessante fu poi la sua evoluzione tecnica che portò alla costruzione della cosidetta cella a gravità, nella quale si evitava addirittua il setto poroso approfittando della diversa densità delle soluzioni a base di Cu e Zn. Tale siffatta pila aveva indubbi vantaggi come la lunga durata e possibilità di sostituire il solfato di zinco man mano che diventava più concentrato. Lo stesso rame poteva essere recuperato come metallo a pila esaurita. Tra l'altro non congelava facilmente e uno strato di paraffina liquida evitava persino l'evaporazione.

saluti
Mario

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luigi_67, quimico, experimentator, NaClO
(2017-06-06, 19:12)Mario Ha scritto: . Non mi dilungo sulla spiegazione del fenomeno perchè esula dalle finalità del forum.


Grazie Mario per le tue informazioni anche se non sono d'accordo su questa tua affermazione , in quanto il forum dovrebbe proprio essere il luogo dove si scambiano idee ed esperienze . 

Naturalmente avevo letto qualcosa su quanto hai detto , alcune tue affermazioni sono corrette infatti io sto tentando di modificare la pila daniell per fare un ibrido tra una pila daniell ed una pila alcalina . 
Purtroppo io non ho un laboratorio attrezzato su cui verificare le mie ipotesi e perciò  vado tentoni o a prove. 

Il primo esperimento era fatto con CuSO4  come la pila daniell , ma sto cercando di variare la composizione utilizzando Cu(OH)2 i soluzione alcalina di NaOH , oppure CuCl2 con NaCl , oppure CuO con NaOH. 

La Pila come ho detto è parzialmente ricaricabile in quando utilizzando una lampada e facendola funzionare noto un calo della tensione e degli ampere dopo parecchio tempo di utilizzo . Essendo una pila in serie da 10 celle, ottengo 12 V , la ricarico con un carica batterie da auto , lasciandola in carica tutta la notte . 
Dopo rimetto la lampadina controllo i volt e qui ampere erogati e questi sono come allo stato iniziale prima di scaricarsi . Questo l'ho fatto decine di volte .  
Come puoi vedere dalla foto solo alcune delle celle presentano il fenomeno della deposizione di quella sostanza bianca.
Puoi notare nella cella 9 la presenza di bolle ed intorbidimento della soluzione , mentre nelle altre celle non si nota . Come mai questo comportamento anomalo su questa sola cella ?
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