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Very Hot Topic (More than 500 Replies) Costruiamo una batteria Plantè (Read 178490 times)
kekko.alchemi
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Costruiamo una batteria Plantè
26.02.10 at 02:33:00
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Accumulatore Planté 452Ah:

Inizio realizzazione tecnologia Planté, 25 Febbraio 2010 ore 15:25. Termine di formazione delle materie attive di progetto, 11 Luglio 2013 ore 19:20


--- AVVERTENZE ---


[font size=+0]Lo staff di www.EnergiAlternativa.org non si riterrà responsabile per eventuali danni a persone e/o cose e sopratutto AVVISA che manipolare le tensioni e/o sviluppi di gas infiammabili, presenti nei progetti seguenti, può presentare pericoli mortali, come folgorazioni ed esplosioni.[/size]


Aggiornamento 18/5/14: Presentata la museo dell'università La Sapienza, un prototipo di batteria dimostrativa Planté.


Aggiornamento 17/1/14: L'utente Leonof ha fatto questo tool per poter calcolare e dimensionare un banco di accumulo Planté. Di seguito trovate il link da cui scaricare il programma e una skin di come appare.

Download Calcolatore Planté




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Di seguito la costruzione:


Salve a tutti mi permetto di aprire questa nuova discussione sulla costruzione di una batteria Plantè, e più precisamente sulla costruzione di singoli elementi stazionari a 2V. Il mio scopo è quello di ottenere elementi da circa 400A per il mio impianto fotovoltaico ad isola.
Cercando in rete si trova poco e niente sulla costruzione "casalinga" di una plantè, per questo prima di arrivare ad un risultato più o meno soddisfacente ho dovuto leggere tutte le discussioni di questo splendido forum inerenti agli accumulatori, e fare prove su prove. Sono partito costruendo un primo prototipo utilizzando piastre piane ricavate da uno stampo in legno.





Colando piombo fuso, potevo ottenere buoni risultati per almeno una ventina di piastre che venivano fuori con delle leggere alettature, necessarie per poter aumentare la superficie di contatto, e quindi la capacità dell'accumulatore.





Non contento del risultato ottenuto, perchè volevo alette più pronunciate e uno stampo più duraturo, ho costruito una piastra in cera d'api, e con una speciale gomma siliconica resistente ad oltre 300 °C mi sono costruito un nuovo stampo, questa volta in gomma.













A questo punto, soddisfatto delle piastre ottenute, le ho immerse in una soluzione al 30% di acido solforico e ho cominciato a fare dei cicli di carica / scarica per la formazione dell'ossido di piombo ovvero delle materie attive.

Da quanto ho letto in giro, ci sono due "scuole" per la formazione degli ossidi, una che prevede cariche e scariche profonde, e un altra che prevede un inversione di polarità di carica ogni scarica effettuata. Personalmente preferisco il primo metodo senza l'inversione, questo perchè mi permette di caricare e scaricare la cella con correnti maggiori senza che si distacchi nulla dalle piastre. Nel metodo con le inversioni infatti ho notato che bisogna applicare correnti davvero bassissime altrimenti il materiale attivo si stacca e precipita sul fondo. Quindi alla fine penso che la velocità di formazione sia più veloce e pratica senza le inversioni. Poi è tutto da sperimentare, quindi sono ben accette le considerazioni degli altri.

Per non stare sempre lì a controllare la tensione della cella e attaccare carichi per scaricarla e fare i cicli, ho costruito un piccolo circuito con un processore che lavora per me! Il circuito è costituito dal mitico ATmega32, che con un ADC monitorizza la tensione della cella fino alla seconda cifra dopo la virgola (es: 2,35 V) e in base a questa decide se caricare, mandare in sovraccarica con elettrolisi o attaccare un carico e scaricare la cella. Il processore inoltre mi calcola il tempo con cui la cella si scarica, e in base al carico applicato e quindi ai mA erogati in un certo tempo mi dice la capacità in Ah salvandomi tutti i cicli che fa. Così mi ritrovo il giorno dopo tutta la tabella con la capacità della cella che aumenta di ciclo in ciclio.

I passaggi che segue sono più o meno questi:
- Carica la cella fino a 2,58 V con circa 200 mA
- Mantieni per 2 ore in sovraccarica (formazione di ossido di piombo)
- Interrompere la carica
- Attaccare un carico di 100 mA
- Contare ore e minuti fino a quando la tensione scende a 0.5 V
- Continuare a scaricare fino a 0 V.
- Tenere il carico attaccato per 1 ora per avere una scarica completa e profonda
- Iniziare un nuovo ciclo di ricarica

Sono già 2 giorni che lavora senza sosta, per ora tutto procede a meraviglia, e la cella acquista sempre più capacità. A chi interessa posso dare il firmware che sto usando programmato in C++ o in Assembler.












Le piastre pesano circa 900 gr l'una quindi la cella è composta da 1,8 Kg di piombo, conto di arrivare al massimo ai 2 Ah poi chissà magari il processore un giorno mi fa una sorpresa e mi tira fuori dalla cella 10 Ah, magari!!
Questo è solo un esperimento, perchè voglio vedere effettivamente quanto posso tirare fuori da una plantè casalinga, l'idea che ho in mente, me l'ha messa in testa keyosz, e cioè di mettere dell'ossido di piombo già fatto sulle piastre in modo da aumentare significativamente il rapporto peso / amperaggio.
Per fare questo ho pensato di costruire delle tasche di membrana semipermeabile che mi permetta lo scambio ionico ma non lasci passare gli ossidi.
In questa tasca verrà inserita la piastra insieme agli ossidi, la tasca è fatta di ceramica bianca, ottima candidata allo scopo. Ne ho già quasi pronta una. E se vedo che la plantè in questione non mi da i risultati sperati procedo con il piano B

I risultati della cella sono questi:
-capacità iniziale I ciclo 10 mAh
- V ciclo 134 mAh
- VI ciclo 142 mAh
- VIII ciclo 150 mAh
- IX ciclo 158 mAh
- X ciclo 166 mAh
- XI ciclo 174 mAh
- XII ciclo 182 mAh
- XIII ciclo 190 mAh
- XIV ciclo 198 mAh
- XV ciclo 206 mAh

La capacità sembra aumentare linearmente di 8 mA ogni ciclo. Fra un bel po' di tempo arriverò ai 2 Ah sperati. La cosa bella è che nn devo fare niente se non aspettare che il processore faccia il suo lavoro!

Saluti kekko

PS: x Ferro, nella descrizione della discussione volevo inerire una foto, e invece è venuto fuori un pastrocchio di codici, come lo cancello? grazie.

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Licenza d'uso:
Questo progetto non è in vendita, tutte le sue parti, foto, schemi e descrizioni vengono pubblicati dall'autore secondo la licenza creative commons:
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Le modalità di riconoscimento della paternità sono qui di seguito:

- Chiunque porti questo progetto, e in particolar modo gli elementi principali come la geometria delle piastre e del relativo stampo, fuori da questo forum, deve indicare inserendo un link di collegamento su ogni sua foto e progetto, questa discussione/progetto e questo forum.
- La paternità della geometria delle piastre Planté ad alette verticali e allo stampo relativo, inseriti in questo progetto, viene attribuita all'autore kekko.alchemi in quanto pubblicate unicamente in prima data.
- Le modalità sono soggette a modifiche e ad aggiornamenti a piacere dell'autore.

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DOLOMITICO
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #1 - 26.02.10 at 09:52:00
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Ciao Kekko,
intanto complimenti,bel lavoro.
Parto dall'inizio,per le info in merito io ho trovato solo 1 libro,per di più americano in pdf che tratta sia le Plantè che le Faurè,e spiega proprio tutto sullo smontare e ricilare e rimettere in piedi una batteria nelle 2 versioni,è questo.

Per i cicli cè una regola un po a spanne per le plantè,su una piastra dipende dallo spessore,perchè ovviamente il piombo all'interno serve come riserva,non prende parte all'azione subito,è questo ovviamente che garantisce la lunga vita,cmq la regola a spanne dice che avrai circa 7Ah per puond (circa mezzo Kg) di piombo,ovviamente la lastra va rigata e resa grezza il più possibile per aumentare la superfice.
Un'altra cosa curiosa sono le ciclazioni,ovviamente 30 sono una via di mezzo per avere una buona formazione,ma se tu continuassi a formarla la capacità continuerebbe a incrementarsi,riducendo ovviamente la riserva di piombo.

Se mi permetto di darti un consiglio l'inversione è la pratica corretta,questo è probabilmente il motivo per cui la capacita aumenta di poco,8 maH sono pochini,Perchè invertendo le cariche anche la negativa viene ossidata aumentando via via la superfice di scambio.
Se invece scarichi e carichi sempre nello stesso verso non vi è molta formazione come in effetti ti sta succedendo,se la tua piastra pesa quasi un Kg (in teoria e con la piastra ben rugosa) è possibile che arriverai a 7/10Ah ma devi fare le inversioni.
  
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eneo
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #2 - 26.02.10 at 10:57:00
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kekko sei bravissimo, bellissimo lavoro....
  
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kekko.alchemi
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #3 - 26.02.10 at 12:43:00
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Ok mi avete convinto farò le inversioni ... Vorrà dire che al posto di un mosfet che attacca e stacca, metterò un bel ponte ad H. Il probl è che appena comincio a fare le inversioni si staccano molte scaglie e finiscono sul fondo, questo mi succede anche con correnti bassissime.

Io utilizzo sulla carica circa 200 mA e in qualche ora la cella è carica senza che si distacchi nulla, ora se dovessi caricarla con 20 mA, con le inversioni, ci metterei 10 volte il tempo che ci metto ora, e se la capacità non aumenta di almeno 10 volte, significa che in realtà sto perdendo tempo. no? Se carico a 20 mA, i mA di aumento a carica dovrebbero essere 80 mA, altrimenti non ha senso, giusto?

Grazie Dolomitico per il libro davvero interessante, vedrò di comprarlo!!
  
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DOLOMITICO
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #4 - 26.02.10 at 13:03:00
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Scusa un'attimo,forse mi sono spiegato male,per inversioni intendo carica-scarica a 0-inverti-ricarica-scarica a 0-inverti- e cosi via.
Questa sequenza è sbagliata carica-inverti la carica-e ricarica al contrario.
Le plantè vanno scaricate a zero e poi ricaricate invertendo i poli,non a piastre ancora cariche,mi pare che era Ferro che proponeva questa filosofia,ma era un tentativo,non era la regola corretta.

Un'altra cosa che scrivi ed è effettivamente vera,in rete,e specialmente sui siti italiani non cè quasi nulla sulla realizzazione pratica/formazione di accumulatori al piombo,si trovano al max qualche lezione teorica,ma nulla di più.
Si può effettivamente dire che questo forum ha sviscerato ampliamente il problema,però i dati sono un po sparpagliati fra le varie sezioni,quindi sul libro troverai molti dati che poi ritroverai in giro sul forum,però un libro è pur sempre un testo concentrato sull'argomento,con molte chicche che non sono ancora state trattate.
Se fai le inversioni corrette e poi alla fine applichi un carico non esagerato diciamo qualcosa da 600/800 mA potresti scoprire che la tua pila effettivamente eroga piu di qualche ampere/ora,io credo che a 5/6 arrivi di sicuro.

  
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Ferrobattuto
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #5 - 26.02.10 at 13:04:00
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Congratulazioni Kekko! Bella prova veramente!
Considera che le piastre sono soltanto due e probabilmente il 90% del materiale attivo si formerà solo sulle facce che si guardano, ben poco sulle altre. Se fossero tante piastre la superficie sarebbe molto maggiore.
Buon lavoro.
Ferro
  
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kekko.alchemi
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #6 - 26.02.10 at 13:16:00
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Grazie ferro!! Si hai ragione, probabilmente la maggior parte dell'ossido starà sulla faccia interna, vabbè vorrà dire che se riesco ad ottenere 4 - 5 Ah significa che mettendo tante piastre gli Ah per piastra possono solo che aumentare!!

Per quanto riguarda le inversioni, si avevo capito che andavano prima scaricate a 0, non mi sognerei mai di attaccare la corrente al contrario su una batteria carica!! Anche perchè quelle due piastre cariche se le metto in corto danno circa 20 A, figuriamoci se gli attacco la corrente al contrario!!!

  
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DOLOMITICO
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #7 - 26.02.10 at 13:18:00
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CITAZIONE (kekko&#46;alchemi @ 26/2/2010, 13:16) Quote:
Per quanto riguarda le inversioni, si avevo capito che andavano prima scaricate a 0, non mi sognerei mai di attaccare la corrente al contrario su una batteria scarica!! Anche perchè quelle due piastre cariche se le metto in corto danno circa 20 A!!

Perfetto allora,credevo di essermi spiegato male,sono sicuro che cosi otterrai risultati molto più interessanti,facci sapere,ciao
  
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kekko.alchemi
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #8 - 26.02.10 at 13:45:00
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Capacità in aumento, sono andato a vedere adesso, ora sono a 258 mAh.

Ora che la capacità della cella sta aumentando, aumentano anche i mAh ad ogni ciclo infatti da 8 mA sono diventati 21 mA.

La cella scaricata a 1/3 C ha 280 mAh, ma in realtà andrebbe scaricata a 1/20 C. Probabilmente la cella avrà già più di 1 Ah, solo che scaricandola a 1/3 C la chimica rende meno e non riesce a dare gli Ah nominali. Come carico lascio sempre i 100 mA così quando la cella arriverà a 2 Ah la scarica sarà di 1/20 C.

Per ora sto evitando di fare le inversioni, voglio vedere così come sto facendo a quanti Ah arriverò e in qunato tempo. Poi la prossima cella la formo con le inversioni, così potrò confrontare i dati.

  
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Keyosz
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #9 - 26.02.10 at 16:59:00
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Ottimo lavoro Kekko, hai fatto bene ad aprire una discussione dedicata, così resta tutto raccolto ed ordinato

Anch'io avrei fatto controllare ad una cpu i cicli se nò a mano diventi matto

Invidio il tuo stampo! è superbo!
  
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max_linux2000
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #10 - 26.02.10 at 17:42:00
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ciao kekko!! buon lavoro!
  
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kekko.alchemi
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #11 - 26.02.10 at 19:44:00
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CITAZIONE (Keyosz @ 26/2/2010, 16:59) Quote:
Invidio il tuo stampo! è superbo!

Ahahahah ma no dai è solo un pezzo di gomma!

Pensavo ad una cosa, per la formazione dello strato di biossido di piombo spugnoso dovrebbe bastare l'elettrolisi, in quanto le bollicine di ossigeno che si staccano dalla piastra positiva si staccano dal piombo, parte reagiscoono per dare biossido di piombo e altre si fanno strada fra lo strato d'ossido, lasciando quindi dei canaletti, il risultato dovrebbe essere di avere una struttura di ossido tipo una groviera. Potrebbe essere?
  
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Keyosz
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #12 - 26.02.10 at 20:11:00
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La pensavo anch'io come tè, ma la pratica mi ha smentito, o per lo meno sicuramente succede qualcosa del genere ma in maniera molto limitata, il fatto è che il biossido di piombo scuro è parzialmente conduttivo, non così come il piombo, ma non isolante come il solfato di piombo, quindi credo che parte dell'ossigeno si formi sulla superfice esterna di biossidi di piombo senza migliorare la spugnosità della piastra....

L'unica sostanza che espandendosi di volume crea microsolchi in stile groviera sulle piastre è il solfato di piombo, ovvero quello che si genera scaricandola.

Dalle prove che avevo fatto io avevo scoperto che gli incrementi maggiori di capacità li avevo se quando l'elemento toccava 0V invece che ricaricarlo lo lasciavo in corto 24 ore o più, succedeva che anche se ad una tensione bassissima, quasi 0V, in realtà continuava una reazione di corrosione, probabilmente mettendolo in corto a 0V si formava la negativa, non sò, se vuoi provare...

Forse è anche per questo che invertono la polarità una volta raggiunto 0V, per forzare più velocemente questa scarica profonda prima di iniziare la risalita inversa....

Un altro suggerimento Kekko, magari ottenevi la stessa capacità con una piastra liscia ma sulla quale facevi tante rigature con qualcosa di appuntito o tagliente, come tanti graffi profondi...
  
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DOLOMITICO
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #13 - 27.02.10 at 15:02:00
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Io procederei cosi:
Visto che le piastre sono 2,una volta completati i cicli di formazione e scaricate completamente le 2 piastre le collegerei entrambe come positive,e come negative prenderei delle normali piastre impastate,le dividerei cosi da non andare in corto,e via all'ultima carica che deve essere lunga,anche 48/72ore consecutive,cosi ti ritrovi un risultato doppio,quasi 15 o magari 20 Ampere di capacita.
Cosi si raddoppia il risultato ottenuto con le cariche formative e si riduce il peso.
Ho 3 piastre un po da combattimento,quasi quasi riprovo anch'io a montarne una
  
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kekko.alchemi
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Re:Costruiamo una batteria Plantè
Reply #14 - 28.02.10 at 05:03:00
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Vai dolomitico, costruisci anche te, così poi confrontiamo i dati!

Se le uso tutte e due come positive non andrà bene, perchè sulla negativa di adesso non ci sono gli ossidi e quindi dovrei fare un mare di cicli prima che si formino se la usassi come positiva. Ecco un altro vantaggio di non fare le inversioni è che si può assemblare direttamente una batteria con negative di recupero e positive autocostruite, basterà fare i cicli di carica e scarica e prima o poi avremo la nostra batteria! Facendo le inversioni la cosa è molto più compliata se si vogliono usare negative di recupero, anche perchè mettersi a rismontare tutto per riassemblarle, e soprattuto maneggiare le piastre piene d'ossido non è una cosa per niente bella.
  
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