• Ilmaisenergia.info -foorumi yhdistetään Konekansa.net -foorumin osaksi vuoden 2025 aikana. LUE TÄMÄ pitääksesi käyttäjätunnuksesi voimassa, kiitos!

Akku 200 litran muovitynnyreistä.

Mikkolan

Active member
200 l muovisaavista ensimmäiseksi tulee mieleen ( mielihalu ;) ) vedyn valmistus. Hankaluutena siinä se että happi pitäis saada erilleen.
Ja sitten se varastointi. Puhdas vety ei ole kovinkaan räjähdys herkkää, onnettomuus muistuttaisi enempi "humahdusmaista paloa" ( ei se HindenBorg kaan räjähtämällä räjähtänyt )
Mahtaisko naapuritalot mennä myyntiin jos tällä yhdellä olis 2000 kuution vetykupla takapihalla ;)

Noita elektrolyytti tarpeita tieten tarviais, ilmeisesti päädyn rosteriin ja viemärivilleen kokeiluversiossa.
Noita tiskipöytiä on pari ylimääräistä, niissä lukee Hackman & Co 18/8, tosi tuhtia tavaraa :)
 
Viimeksi muokattu:

kotte

Well-known member
Lipeän säkkitavaran veroton hinta on 5,88€ joten kotiin sen saisi alle kympin kilolta.
Vielä pari vuotta sitten myivät tavaraa Biltemassa rakeina 3kg:n kanistereissa (yksi on itsellä vielä puolillaan hyllyssä), mutta nyt on siellä samaa tavaraa saatavana vain 0,75kg:n pulloissa hintaan 4,90€ (nimike kaustinen sooda). Kokeiluihin tuollainen pienikin koko sopii.
 

kotte

Well-known member
Ohessa muuten mielenkiintoinen julkaisu tavasta tehdä ammoniakkia sähkön avulla vedestä ja ilmasta erotetusta typestä, https://orbit.dtu.dk/files/134381717/Untitled.pdf. Ideana on syklinen prosessi, jonka ensimmäisenä askeleena on sulan litiumhydroksidin elektrolysointi, tuloksena toiselta elektrodilta litiumia ja toiselta vesihöyryä ja happea. Tarvitaan myös seoskemikaaleja (jotka eivät juuri kulu) ja sopiva väliseinä kennoon. Elektrolyysikennon lämpötila on vajaa 600 astetta, mutta julkaisun mukaan elektrolyysi toimii luotettavasti ja hyvällä hyötysuhteella ilman muita sivutuotteita. Litium sitten sattuu reagoimaan suoraan puhtaan typen kanssa muodostaen litiumnitridiä jopa huoneen lämpötilassa. Kun tähän sekoitetaan vettä, tuloksena on suoraan ammoniakkia ja uutta litiumhydroksidia. Jälkimmäinen kierrätetään prosessin seuraavalle kierrokselle.

Valitettevasti natrium tai kalium eivät toimi tässä prosessissa (käsittääkseni). Kalsium voisi toimia, mutta sen elektrolysointi ja kierrättäminen on vielä astetta hankalampaa.

Ammoniakkihan olisi energian varastointiin erittäin mielenkiintoinen aine. Sitä voi varastoida paitsi nestemäisenä normaalissa ilmanpaineessa luokkaa -30 asteen lämpötilassa, vaihtoehtoisesti myös paineenalaisena nesteenä samanlaisissa teräspulloissa kuin nestekaasuakin tälle tyypillisissä säilytyslämpötiloissa. Sitä voi säilöä myös alle 70% vesiliuoksena, mistä aineen saa pois kuumentamalla kaasuna. Kaasu sitten käy dieselin tai hieman modifioidun kipinäsytytysmoottorin polttoaineeksi. Kattilassa sitä on hiukan hankala polttaa, mutta se soveltuu myös suoraan tiettyjen polttokennojen energialähteeksi. Lämpöarvo on noin puolet bensiinin lämpöarvosta per massayksikkö tai nestetilavuusyksikkö.
 
Ohessa muuten mielenkiintoinen julkaisu tavasta tehdä ammoniakkia sähkön avulla vedestä ja ilmasta erotetusta typestä, https://orbit.dtu.dk/files/134381717/Untitled.pdf. Ideana on syklinen prosessi, jonka ensimmäisenä askeleena on sulan litiumhydroksidin elektrolysointi, tuloksena toiselta elektrodilta litiumia ja toiselta vesihöyryä ja happea. Tarvitaan myös seoskemikaaleja (jotka eivät juuri kulu) ja sopiva väliseinä kennoon. Elektrolyysikennon lämpötila on vajaa 600 astetta, mutta julkaisun mukaan elektrolyysi toimii luotettavasti ja hyvällä hyötysuhteella ilman muita sivutuotteita. Litium sitten sattuu reagoimaan suoraan puhtaan typen kanssa muodostaen litiumnitridiä jopa huoneen lämpötilassa. Kun tähän sekoitetaan vettä, tuloksena on suoraan ammoniakkia ja uutta litiumhydroksidia. Jälkimmäinen kierrätetään prosessin seuraavalle kierrokselle.

Valitettevasti natrium tai kalium eivät toimi tässä prosessissa (käsittääkseni). Kalsium voisi toimia, mutta sen elektrolysointi ja kierrättäminen on vielä astetta hankalampaa.

Ammoniakkihan olisi energian varastointiin erittäin mielenkiintoinen aine. Sitä voi varastoida paitsi nestemäisenä normaalissa ilmanpaineessa luokkaa -30 asteen lämpötilassa, vaihtoehtoisesti myös paineenalaisena nesteenä samanlaisissa teräspulloissa kuin nestekaasuakin tälle tyypillisissä säilytyslämpötiloissa. Sitä voi säilöä myös alle 70% vesiliuoksena, mistä aineen saa pois kuumentamalla kaasuna. Kaasu sitten käy dieselin tai hieman modifioidun kipinäsytytysmoottorin polttoaineeksi. Kattilassa sitä on hiukan hankala polttaa, mutta se soveltuu myös suoraan tiettyjen polttokennojen energialähteeksi. Lämpöarvo on noin puolet bensiinin lämpöarvosta per massayksikkö tai nestetilavuusyksikkö.

Eikö olisi vain yksinkertaisempaa säilyttää suoraan tuota tuotettua litiumia, tai muuta alkalimetallia, muistaakseni Li hydroksidiksi poltettuna 15 kWh/kg ja Na 3,4 kWh/kg? Tietty on hankalampi polttaa perinteisillä tekniikoilla (polttomoottori), mutta ei ole niin myrkyllistä, eikä tarvita lisäaskeleita tuotannossa. Eli paineenalainen, myrkyllinen ja helposti syttyvä kaasu (ammoniakki) vastaan pyroforinen (itsestään jopa ilmassa syttyvä) ja ei niin myrkyllinen kiinteä aine, tai hieman lämmitettynä neste, eli jokin alkalimetalli. Na sulamispiste taisi olla 90 asteen luokkaa. Tuon alkalimetallin voinee melko turvallisesti säilyttää lähes ilmatiiviissä muoviastiassakin, ja suojakaasuna voinee käyttää argonia vaikka pienellä ylipaineella.

Alkalimetallin reaktio veden kanssa tuottaa sitten vetyä, mitä voi sitten käyttää hieman muokatussa polttomoottorissakin (tavallisetkin tosin toimii, muttei niin hyvin, YouTubea kun on tullut katsottua). Natriumilla muunnettaessa näin vedyksi saatiin muistaakseni puolet energiasta talteen vetyyn ja toinen puoli lämmittää syntyvää NaOH liuosta. Tässä on se etu suoraan painevetyä käyttävään energiavarastoon, että Natrium varastoi vedyn kertaluokkia pienemmässä tilassa. 1000 litraa vetyä ilmakehän paineessa kun on vain HHV 3,3 kWh, ja 1 kg Na tuon 3,4 kWh, Na on hieman vettä kevyempää, eli litra Na varastoin hiukan vähemmän, mutta noin tuhatkertaisesti vetyyn nähden. Jos vety puristetaan 700 bariin, kuten vetyautoissa, päästään jo lähelle näitä lukuja, mutta tankin pitää olla jo niin jykevää tekoa, että se painaa jo merkittävästi varastoimaansa vetyä enemmän. Vedylle on muuten saatavissa myös kaasupallotyylisiä varastoratkaisuja, mihin pystyy laittamaan jopa 1000 m^3 tai enemmän vetyä ilmanpaineessa. Osa tosin diffusoituu karkuun ajan mittaan.

Ja voihan tuon vedyn laittaa suodatettuna myös polttokennoon.

Ja tässä on sitten alumiinilla tuotetulla vedyllä käyvä pieni 2-tahtimoottori. NaOH poistaa alumiinin passivoivan oksidikerroksen, jolloin vedyn tuotto veden kanssa voi alkaa.

Ja vaaransa näissä tietty sitten on myös, eli jos kokeilemaan alkaa, niin omalla vastuulla.

Jopa Castnerin prosessin muunnoksilla on netin amatöörikemistit saaneet satoja grammoja natriumia tehtyä, vaikka hyötysuhde ei kummoinen olekaan. Jos hukkalämmön voisi varastoida kausivaraajaan...
 

kotte

Well-known member
Eikö olisi vain yksinkertaisempaa säilyttää suoraan tuota tuotettua litiumia, tai muuta alkalimetallia, muistaakseni Li hydroksidiksi poltettuna 15 kWh/kg ja Na 3,4 kWh/kg?
Litium vain on aika kallista, joten ei se hirmuisen hyvä työkaluaine ole, ellei sen määrää pysty pitämään vähäisenä prosessin sisäisellä kierrolla. Natrium toki on melko edullista, mutta kyllä se nyt vaarallisuudessa voittaa ainakin vesiliuoksena säilytetyn ammoniakin (jollaista voi pitää tynnyrissä, vanhassa puhdistetussa öljysäiliössä tms.). Ammoniakin saa liuokasesta talteen vaikkapa polttomoottorin hukkalämmöllä (ennen lämmön käyttämistä vielä lämmitystarkoituksiin). Rapsut tietenkin saa, jos tuota pääsee paljon maahan ja joku viranomainen asian huomaa (hajoaa kyllä pian biologisesti; vaikka haittoja eliöstölle aiheuttaakin aluksi), mutta natrium on suorastaan aikamoinen pommi säilyttää. Palaa nimittäin ilmassa tai veden kanssa tekemisiin jouduttuaan äärimmäisen herkästi kuin valoraketin panos eikä sammuttaminen ole mahdollista kuin kaasuilla tukahduttaen. Aine vielä sulaa ja valuu kuin laava eikä sitä voine oikein millään jäähdyttääkään (taitaa palaa jopa hiilidioksidissa). Ydinvoimateknologiassakin natriumiin liitetään suuria varauksia juuri vaarallisuuden takia. Litium ei ole ainakaan parempi turvallisuuden kannalta alkuainemetallimuodossa.
 

Savonius

Well-known member
Tämän kuvan nähtyäni päätin mennä istumaan niin kauaksi että kohtaus menee ohi. Kuvassa Edisonin akku.
Tarkempi kuva täältä.

Edis.png
 
Litium vain on aika kallista, joten ei se hirmuisen hyvä työkaluaine ole, ellei sen määrää pysty pitämään vähäisenä prosessin sisäisellä kierrolla. Natrium toki on melko edullista, mutta kyllä se nyt vaarallisuudessa voittaa ainakin vesiliuoksena säilytetyn ammoniakin (jollaista voi pitää tynnyrissä, vanhassa puhdistetussa öljysäiliössä tms.). Ammoniakin saa liuokasesta talteen vaikkapa polttomoottorin hukkalämmöllä (ennen lämmön käyttämistä vielä lämmitystarkoituksiin). Rapsut tietenkin saa, jos tuota pääsee paljon maahan ja joku viranomainen asian huomaa (hajoaa kyllä pian biologisesti; vaikka haittoja eliöstölle aiheuttaakin aluksi), mutta natrium on suorastaan aikamoinen pommi säilyttää. Palaa nimittäin ilmassa tai veden kanssa tekemisiin jouduttuaan äärimmäisen herkästi kuin valoraketin panos eikä sammuttaminen ole mahdollista kuin kaasuilla tukahduttaen. Aine vielä sulaa ja valuu kuin laava eikä sitä voine oikein millään jäähdyttääkään (taitaa palaa jopa hiilidioksidissa). Ydinvoimateknologiassakin natriumiin liitetään suuria varauksia juuri vaarallisuuden takia. Litium ei ole ainakaan parempi turvallisuuden kannalta alkuainemetallimuodossa.
Koulun kemianluokassa natriumia säilytettiin mineraaliöljyssä, mutta senkin alla se hitaasti hapettui, kun mineraaliöljyyn liukenee happea hyvin vähäisiä määriä ilmasta. On tuo tosin mahdollinen aikapommi, jos jotakin pääsee sattumaan säilytysastialle.

Mahtaako Na pelkistää hiilidioksidia, tuo vaatii termiseen hajoamiseen muistaakseni noin 4000 K lämpötilan, ja on yksi hankalimpia aineita hajottaa. Tuolle reaktiolle olisi varmaan paljon mielenkiintoisia sovelluksia, jos CO2 pelkistyy CO tai jopa alkuainehiileksi. Häkää ja vetyä käyttämällä voidaan Fischer-Tropsch -synteesillä valmistaa monenlaisia hiilivetyjä.
 

kotte

Well-known member
Mahtaako Na pelkistää hiilidioksidia, tuo vaatii termiseen hajoamiseen muistaakseni noin 4000 K lämpötilan, ja on yksi hankalimpia aineita hajottaa. Tuolle reaktiolle olisi varmaan paljon mielenkiintoisia sovelluksia, jos CO2 pelkistyy CO tai jopa alkuainehiileksi. Häkää ja vetyä käyttämällä voidaan Fischer-Tropsch -synteesillä valmistaa monenlaisia hiilivetyjä.
Vety ainakin pelkistää hiilidioksidia hiileksi sopivissa olosuhteissa katalyytin vaikuttaessa alle 1000K lämpötilassa, https://en.wikipedia.org/wiki/Bosch_reaction. Magnesium jopa palaa hiilidioksidissa, mutta natrium taitaa pikemminkin imeä hiilidioksidin ja muodostaa yhdisteitä, https://www.britannica.com/science/sodium/Chemical-properties. Imeehän natriumhydroksidikin jopa suoraan ilmasta hiilidioksidia, mutta melko hitaasti (kun ei sitä ilmassa paljon olekaan). Tuon Britannican jutun perusteella natrium reagoi melkein minkä (hapettavan) kanssa tahansa, muttei puhtaan hiilen.
 

Savonius

Well-known member
Jäi vielä kuitenkin hiukan kaivertamaan se että miten tuollaisen akun ampeerit määräytyy. Eli jos yhden "kennon" jännite olisi vaikka 1,4V niin onko mahdollista jotenkin laskea ampeerit. Esimerkiksi nikkeli-rauta-lipeä kennolle.
 

Mikkolan

Active member
No tais käydä niin että yks tyhmä kysyy tyhmempiä mihin kymmenen viisasta voi vastata.
Kiinalainen viisaus: "Ei ole tyhmiä kysymyksiä, on vain tyhmiä vastauksia"
Tarkoititko ampeereja vai ampeeritunteja?
Amppeerit tulee aktiivisenmassan pinta-alasta ja amppeeritunnit aktiivisen massan määrästä kennossa. Oikosulkuvirtaan vaikuttaa lisäksi kennon sisäinen vastus, jos on pajon pinta-alaa niin on luonnollisesti pienempi vastus.
Reaalisia lukuja en osaa tähänhätään arvioida.
 

kotte

Well-known member
Oikosulkuvirtaan vaikuttaa lisäksi kennon sisäinen vastus, jos on pajon pinta-alaa niin on luonnollisesti pienempi vastus.
Joka tapauksessa +- ja --kohtiot pitäisi saada mahdollisimman likelle toisiaan. Tuon seurauksena sitten elektrolyytille on vähemmän tilaa, minkä vaikutus riippuu kemiasta (tyypillisissä litium-ioni- tai natrium-rikki-akuissa elektrolyytti ei kulu reaktioissa, mutta vaikkapa rauta-nikkeliakuissa elektrolyytti muuntuu ja sitä on oltava ylimäärä tuosta syystä). Toisaalta pieni väli elektrodien välissä voi lisätä dendriittivaikutuksen riskiä. Kaikki tuo vaikuttaa tapauksesta riippuen enemmän tai vähemmän ja jokainen akkukemia ja sen variaatio voi olla muista poikkeava tapauksensa. Kysymys, jonka @Savonius esitti, on itse asiassa aika vaikea ja monipolvinen vastattavaksi monilta osiltaan.

Tehokkain tapa pakata materiaalia olisi kohtioiden, erottimien ja elektrolyytin kiertäminen isoksi tiukaksi rullaksi tynnyriin. Tuonkin onnistuminen riippuu valitusta kemiasta. NiFe-akut lienevät kaikkein hankalimmasta päästä mekaaniselta rakenteeltaan.
 

Savonius

Well-known member
Jotenkin vielä odottaisin että joku kertoisi sen minimin millä jännitemittarin saisi värähtämään lipeä elektrolyyttinä.
(mikä on kohtio tai erotin)
 

Mikkolan

Active member
Usko kiinalaisiin viisauksiin alkaa horjua.

Kohtioita ovat ne plus- ja miinuslevyt. Erotin on niiden välissä oleva "eriste", ettei ole tai mene oikosulkuun keskenään. Erotin ei kuitenkaan saa ola esteenä levyjen väliselle elektrolyytiile eli jonkinlainen huokoinen verkko
 

Mikkolan

Active member
Oisko muovinen kärpäsverkko 2-kertaisena parempi? Suodatinkangas voi olla liian ohut jos dentriitin kasvu on vaarana. Ja toisekseen levyjen väliin on saatava riittävästi elektrolyyttiä.

Muistuipa mieleen että kakarana piti tehdä akkumalaattori, siis akku. Siihen oli oikein ohjekkin olemassa; melkein kädestä pitäen neuvottiin leikkaamaan viinapulloja poikki pumpulilangan avulla ja kokoamaan laatikko pulloille. Lyytiksi piti valmistaa suolaliuosta siten että veteen liuotettiin suolaa niin paljon että tuli kylläinen liuos, joka laimennettin vedellä sopivaksi. Tuon pidemmälle en päässyt. En enää muista mitä metalleja käytettiin kohtioina. Homma tyssäsi lähinnä siihen ettei ollut mitään menetelmää leikata levyjä, ja se toinen materiaali oli pikkupojalle "eksoottisempi", oisko toinen ollut tosiaan rautaa? Erottimiksi taidettiin neuvoa puutikkuja?

Niin,niistä perunoista tuli mieleen; se jännitemittarin neula kyllä värähtää pistät miltei mitätahansa kahta eri metallia happameen liuokseen tai liuokseen ylipäätään muta se on lähinnä paristo eikä varmaankaan pysty lataamaan.
 
Viimeksi muokattu:

Savonius

Well-known member
Entäs kudottu lasikuitumatto eli ruovinki. Suodatinkankaasta olisi helppo tehdä pusseja joihin voisi pistää lasivillaa. Sittenhän siitä tulisi DIY AGM ;)
 

kotte

Well-known member
Suodatinkangas ja lasikuitumatto eivät taida edes erota toisistaan kovin paljon materiaaliltaan, vaikka "kudonta" on erilainen. Kyllä nuo AGM-akkuun voisivat käydä. Lipeäakussa ei kai edes tarvita välttämättä erotinta (erityisesti NiFe, jossa rakenne on muutoin monimutkainen). NiCd-akuissa kaiketi tarvitaan, kun juuri tuo dendriittien ylimääräinen kasvu on jatkuvana kiusana (mutta kadmiumia tuskin mistään saakaan hankituksi). Saisikohan sinkkilevystä emäksisen elektrolyytin kanssa joten kuten toimivan akun, ei välttämättä erikoisen pitkäikäistä, AGM-akkua muistuttavalla rakenteella, jos tekee +-navan hiilikuitumatosta ja keksii sopivan depolarisaattoriaineen? Alkaliparistoissa käytetään mangaanidioksidia, joka kuitenkin lienee hiukan kertakäyttöistä (vaikkakin tuollaisiakin voi jossakin määrin ladata, jollei pureta kuin osittain). Riittävän suuri hiilikuitumatto voisi ehkä toimia ilman depolarisaattoriakin.
 
Ylös