Esperimento: batteria plantè da 50Ah

[maxlinux2000]

Ciao a tutti,

stavo pensando di avvicinarmi alla costruzione di batterie "eterne" del tipo plantè, facendo piccoli passi sia per inesperienza, sia per il reperimento del materiale principale: il piombo.


(nella foto un accumulatore plantè a piastre piane)

Per il momento sto pensando di costruire una piccola plantè da solo 50Ah ma che può essere scaricata al 100% senza mai danneggiarla, e che duri almeno 50 anni. Per ottenere questo non bisogna rispermiare sul piombo, ed inoltre non avrà le presazioni in fase di spunto di una tubolare o una faurè, ma in compenso è praticamente indistruttibile.

i primi calcoli che sto facendo:

ogni elemento da 2V peserà circa 16kg, rispettivamente 10.9 kg di piombo e 5 litri di elettrolita. + il peso del contenitore.
Non ci saranno separatori, solo alcuni distanziatori formari da tubicini in polietilene da 10mm di diametro. che serviranno anche per sostenere le piastre dal fondo.

ogni elemento avrà 11 piastre da 27x12.5cm spesse 2.5mm e quindi avranno un peso di 991 grammi ciascuna. Saranno completamente piane senza alette, in quanto non servono per ottenere più energia, quanto per rendere più compatta la batteria.
Ma una piastra plana è molto facile da riprodurre in caso di riparazione. Per ottenere la piastra ho pensato di preparare uno stampo formato da mattonelle in gres e silicone da marmitta.
Per ottenere il giusto spessore ho pensato di mettere in piano lo stampo con la bolla, poi pesare il piombo prima di fonderlo, in modo da poter replicare sempre lo stesso spessore.

Il contenitore deve avere le misure minime interne di 32x12.5x12.75cm. Ho calcolato 5cm di fondo per raccogliere i fanghi, ma si potrebbe aumentare senza problemi.

Il contenitore ho pensato di farlo di legno protetto internamente da uno strato di silicone e polietilene spesso da serra (credo 5-7 decimi)

Le piastre avranno la forma di L più o meno come ha fatto Ferro nei suoi esperimenti tempo fa.

Il piombo lo voglio recuperare dal mucchio di batterie che ho, ma solo con la fusione semplice delle piastre, niente riduzione degli ossidi in quanto pericoloso e illegale in spagna.

Alego un pdf con i calcoli fatti.

[Ferrobattuto]

Vai vai che sei tutti noi!!!
Comunque se ti riesce le piastre falle più sottili, che è meglio. E' la superfice affacciata all'elettrolito che nelle Plantè da la capacità, non tanto il piombo. E' lo strato di ossido che si forma sulle facce che da la capacità, e più superficie c'è e meglio è. Tanto tra 2 e 2,5mm se non saranno 50 al limite saranno 40 anni..... Poi tocca a chi resta.
Comunque m'hai dato un paio di idee...... Mi sa che mi rimetto in moto anche io. (Tempo permettendo..... )
Cerca di non mettere troppo spazio tra una piastra e l'altra, 2 o 3mm sarebbe il meglio. E ricorda che le piastre, quando si formano i materiali attivi, ossia ossido e solfato, si "gonfiano", ossia si inspessiscono leggermente, per cui conviene "prevedere" lo spazio per l'inspessimento.
Ma basta, che il progetto è tuo.....

[bodo81]

(woot) bene bene, mi piacerebbe anche a me provare.

ma per diminuire un po il lavoro se si usano delle lamiere di Pb non sarebbe meglio?

[maxlinux2000]

X ermete, avevo pensato a 10mm di distanza e tenere l'acido su livelli "moderni" al 20% e non al 10% come le originali, in modo da avere più spunto. Inoltre a quella distanza, dubito che possano formarsi baffi tanto lunghi da mettere in corto le piastre.
3mm mi sembrano pochini, soprattutto nel caso che le piastre si deformino per stress meccanico.
Per lo spessore alla fine saranno davvero 2mm, in quanto non tengo conto dell'aletta di collegamento al collettore. Non è molto lunga, ma porta via spessore anche lei.

X bodo, certo che puoi usare le lamiere da edilizia, ma non te le regalano mica. Informati un po' e dimmi a che prezzo al kg le vendono. Io ho trovato qui da me la lamiera di piombo da 2mm, a circa 10 euro il m2!! e una batteria da 12V a 50Ah vuole quasi 5m2. Per un esperimento potrebbe anhe andare bene, ma tieni conto che il piombo di scarto si trova a 2.5-3 euro il kg in italia. Gratis nelle batterie guaste.

Non saprei invece se è piombo puro o se è mischiato con stagno quello dei rotoli, non vorrei che creasse problemi con il tempo.

Per questo ho pensato di tornare alle batterie guaste, in quanto si tratta di leghe di piombo adatte e posso recuperare anche l'elettrolita aggratis.

CMQ ragassi... per il momento si tratta di sola teoria, penso che lo faró quest'estate, tra una salsa di pomodoro e l'altra.

Uno dei motivi che mi spingono a scegliere queste piccole dimensioni è il peso delle celle. Tra piombo, elettrolita e contenitore arriviamo facimente ai 20kg per ogni elemento. Immaginatevi una batteria plantè da 400Ah.....150kg ogni elemento!! e chi la sposta poi?

Se serve più energia basta farne altre e metterle in parallelo, tanto le plantè sono fatte apposta per questo.

[bodo81]

io ho trovato QUESTO,PB 99.9% ....domani chiamo e chiedo info

[Dolomitico]

Ti consiglierei di farne una piccola,magari 2 o 4 volt,cosi da prendere la mano,io l'unica che ho fatto era un modellino con bicarbonato di sodio al posto dell'acido,e funzionava anche bene,se hai del legno gli stampi usa e getta li puoi fare anche con quello,non so pero se durano molto,pero con una colataq hai gia il blocco completo (non sperimentato xo)
Per la capacita calcola che una piastra standard di un comune accumulatore da auto trattiene 14 ampere se di tipo faure,mentre di tipo plantè arrivi alla metà,7 ampere,poi dipende lo spessore,ovviamente aumentando lo spessore diminuisce la capacita in proporzione al peso.
L'ideale sarebbe avere cassettine di plastica resistenti,e metterci le piastre per il lungo,in modo da avere meno piastre ma più grandi possibili.
Questo significa fare tutto da zero.
Attendiamo gli eventi.....

[maxlinux2000]

beh... sperimentare direi che non ne vale la pena, oramai le batterie al piombo hanno quasi 150 anni. Le piaste rendono 65Ah per m2 tra positive e negative (150Ah se consideriamo solo le positive). Quindi sappeiamo per certo che funzionano, ma come ha già detto hal9000, farle troppo piccole non ne vale la pena in quanto l'autoscarica interna sarebbe troppo elevata. Per questo ho pensato di fare una misura abbastanza grande da evitare i problemi di autoscarica, sufficientemente maneggevole, e di una capacità sufficiente per fare qualche cosa di utile.
Per questo ho pensato a 50Ah che hanno bisogno di circa 65 kg di piombo per una versione a 12V con piastre da circa 2mm o poco più.
Credo che rimediare questa quantità di piombo non sia troppo difficile.

Approposito... da una batteria da automobile considerando solo il piombo puro, senza la riduzione degli ossidi, quanto se ne può ricavare? Per esempiuo una batteria da 75Ah pesa 15kg abbondanti... quanto piombo potrei ricavare?

[Ferrobattuto]

Approposito... da una batteria da automobile considerando solo il piombo puro, senza la riduzione degli ossidi, quanto se ne può ricavare? Per esempiuo una batteria da 75Ah pesa 15kg abbondanti... quanto piombo potrei ricavare?

A fine vita, ossia quando si buttano, trovi solo il piombo dei poli e quello dei ponticelli. Se proprio ti va bene qualche briciola delle piastre. Secondo me circa 1/5 del peso se sono piccole, molto meno se sono grandi.
Ecco il perché m'ero spremuto le meningi per trovare il metodo di fare la riduzione...... Perché altrimenti la maggior parte del piombo se ne va coi fanghi. In fabbrica le macinano, poi passano tutto nell'acqua, la plastica se ne va più o meno galleggiando e il resto lo riusano in qualche modo. Non so se i fanghi vengano trattati per ricavarne metallo o se vengano in qualche modo ritrasformati in materia attiva.

[maxlinux2000]

ho appena scritto ad una ditta di recupero metalli non ferrosi, per sapere le quotazioni del piombo (in rottami). Mi sa che le batterie guaste finiscono all'ecopark, altro che storie!!

Stavo anche pensando che per risparmiare in peso potrei fare le piastre negative più sottili, tanto quelle che fanno tutto lo sforzo sono le Positive, giusto?
Quindi con le negative da 1mm e le positive da 2mm otterrei.... 4,36 kg di positive e 2.18 kg di negative per un totale di 6.54 kg di piombo in una batteria da 50Ah... a questo punto tanto vale farla da 100Ah e raddopiare i pesi pur rimanendo in misure maneggevoli... circa 18kg tutto compreso per un elemento da 2V - 100Ah con misure di 30x15x15cm circa.

comincia a prendere forma?

[maxdef]

...ma utilizzare le batterie scoperchiate e svuotate?....utilizzando le 50Ah guaste, che sono le più reperibili e hanno praticamente misure standard,basterebbe trovare la soluzione per il coperchio...

[Dolomitico]

Non intendevo di sperimentare una batteria al piombo,intendevo di prendere mano facendone una piccolina e poi passare alla maxi.
Sara che io ho la mania di fare prima cose piccole e poi aumentare la scala.
Io ne miei appunti che salvo in giro ho trovato questo testo per recuperare il piombo dalle griglie negative,mai sperimentato pero è un'opzione:
"Mettere in un crogiolo di ferro (possibilmente un po spesso) o ceramica Pbs finemente tritato e soda caustica,in proporzione NAOH:PBS=0.18:1.8 e aggiungere al totale 10% del peso in acqua,mescolare finche si ottiene una sorta di fango,attenzione sviluppera parecchio calore[color=#000000][/color]
Dopo qualche minuto ha smesso di generare calore,il composto sarà giallasto,a questo punto riscaldare il tutto tra i 20e i 200 gradi insomma è per fare evaporare l'umidità.
A questo punto portare la miscela a 650 gradi e dopo un po di tempo si otterrà la metallizazione del piombo."

Ora io l'ho messa ma non so neanche se funzioni o cosa,l'ho pubblicata solo per avere uno spunto ulteriore sul recupero del piombo.
A forza di salvare appunti ho creato una libreria di progetti,trattati,istruzioni e manuali.

Che ne dici di usare delle batterie da camion eliminando le scatole interne ottieni una grande scatola gia pronta allo scopo,la sfrutti per la lunghezza e per coperchio un pezzo di plexxiglas con i fori per i gas.

[maxlinux2000]

non posso usare le casse delle batterie standard, perché sono troppo basse. Bisogna lasciare almeno 5 cm (meglio 10cm) tra il fondo e le piastre che vanno appese. È necessario perché nel corso degli anni si accumula sul fondo del fango formato da particole di piombo ossidato che sui stacca dalle piastre. Se tocca le piastre si genera un cortocircuito e la batteria smette di funzionare.... nel migliore dei casi, altrimenti prende fuoco

Proprio per questo serve un contenitore stretto e alto tipo le batterie sttazionarie. Io ho intenzione di fare come i nostri bisnonni ed utilizzzare legno. Voglio usare multistrato marino coperto internamente di silicone splamato con una spatola (3-4mm) e polietilene da 5-7 decimi. Questa protezione viene messa prima di assembalre la scatola, in modo da poter sigillare con abbondante silicone anche i bordi ed evitare perdite. I nostri bisnonni usavano il bitume, ma credo che il polietilene e il silicone assieme siano molto migliori.

[Ferrobattuto]

non posso usare le casse delle batterie standard, perché sono troppo basse. Bisogna lasciare almeno 5 cm (meglio 10cm) tra il fondo e le piastre che vanno appese. È necessario perché nel corso degli anni si accumula sul fondo del fango formato da particole di piombo ossidato che si stacca dalle piastre. Se tocca le piastre si genera un cortocircuito e la batteria smette di funzionare.... nel migliore dei casi, altrimenti prende fuoco

Hai perfettamente ragione, ed è la causa maggiore dei guasti e della "fine vita" delle batterie auto, la mancanza di spazio sotto le piastre, per cui i fanghi, nonostante le "bustine" (inutili....) mettono in corto le piastre e l'elemento "bolle" e non si carica (non può prendere fuoco, è ammollo all'acqua.... ). Diciamo anche che, oltre che accogliere eventuali fanghi, lo spazio sotto le piastre forma una "riserva" di elettrolito tale da evitare forti oscillazioni della densità tra elemento carico o scarico, permettendo di avere densità media minore e minore aggressività sulle piastre.

Proprio per questo serve un contenitore stretto e alto tipo le batterie stazionarie. Io ho intenzione di fare come i nostri bisnonni ed utilizzzare legno. Voglio usare multistrato marino coperto internamente di silicone spalmato con una spatola (3-4mm) e polietilene da 5-7 decimi. Questa protezione viene messa prima di assemblare la scatola, in modo da poter sigillare con abbondante silicone anche i bordi ed evitare perdite. I nostri bisnonni usavano il bitume, ma credo che il polietilene e il silicone assieme siano molto migliori.

Bhè, i vostri nonni, o i miei genitori, dentro le cassette di legno spesso mettevano una cassetta di ebanite nera, che grazie al rinforzo in legno esterno poteva essere più sottile e leggera che se fosse stata sola a reggere tutto il peso. Poi il tutto era abbondantemente impregnato di catrame per evitare infiltrazioni.
Comunque la tua idea è buona, facci sapere come va a finire.
Io credo che proseguirò sulla via del PVC, rinforzato o meno con delle cassette di legno.

[maxlinux2000]

alüra....

mi ha scritto una ditta locale e mi ha tatto il prezzo di 2 euro al kg per il piombo di recupero preso da vecchie tubazioni. Considerando i prezzi attuali del piombo puro credo che sia molto conveniente il recupero dalle batterie, sempre che ne servano quantità importanti, aver tempo da perdere e non avere vicini di casa che vi denuncino.

Detto questo, preferisco usare il piombo comprato visto che considerando le piastre positive da 2mm e quelle negative da 1mm di spessore, arriviamo al prezzo di 80cent per Ah a 12V, che poi aumenteranno un poco a causa della cassa e dell'elettrolita nel caso si dovesse comprare. Nonstante ciò dubito che si superi 1 Euro per Ah a 12V che è un prezzo molto competitivo compratato con i prodotti commerciali, tralasciando il fatto che stiamo parlando di un manufatto che può durare come minimo 30 anni trattandolo molto male.

Ho deciso di riprendere in cosniderazione la porposta di Dolomitico in quanto a miniature, ma tengo conto anche dell'esperienza di Hal9000 che ha stabilito che le miniature troppo piccole sono inutili in quanto l'autoscarica è troppo elevata rispetto alla capacità.
Indi torno al progetto originale di una batteria da 50Ah a 12V.

Per questo servono "solo" 40kg scarsi di piombo considerando 1.5mm di spessore medio (Positivo: 2mm - Negativo: 1mm)

Ora che ci penso... qualcuno sa se è difficile ottenere lamine da 1mm versando su un piano il piombo fuso? Credo di no perché è il sistema che usano per le canne dell'organo.

Se qualcuno ha il tempo e la voglia di provare si potrebbe fare questo:

si prende una mattonella o uno stampo qualsiasi anche di legno, aggiungendo un bordo da pochi mm di altezza in modo da ottenere uno spazio da 20x20 cm messo piano con una bolla.
Ricordate di mettere sul fondo un po' di borotalco in polvere o meglio grafite spray per staccare la piastra una volta raffreddata.
Si pesa 436 grammi di piombo, si fonde e poi si versa nello stampo in modo da coprire tutta la superficie.
In teoria una volta raffreddata avremo una piastra da 20x20cm spessa 1mm. Magari non sarà perfettamente uniforme ma credo che sia sufficiente per una batteria.

Io ora non sono attrezzato ma conto di farlo il prossimo mese con un fornello a gas, il piombo e una bilancia nuova.

[Ferrobattuto]

Quelli che fanno canne d'organo oltre che avere un piano perfettamente livellato su cui versare il piombo fuso, hanno anche una "lama" che scorre sui bordi e toglie lo spessore in più mentre il piombo è ancora plastico. L'ho visto fare su un filmato in rete.
Certamente il piombo recuperato dalle batterie sarebbe migliore, per diversi motivi: intanto è già una lega per accumulatori, poi è sicuramente più puro di quello di riciclo. Eh già, perché perché siccome il piombo è facilmente fondibile e riciclabile, di piombo puro e "pulito" in commercio se ne trova pochissimo. Si rifonde un po' di tutto, sia come sia e da impieghi differenti. Quello ex tubi per acqua o gas (posto che se ne trovino ancora.....) è misto con lo stagno con cui ci si fanno le saldature. Quello ex pesi per riequilibratura ruote è "duro", ossia in lega probabilmente con zinco o antimonio. Quello per guaine di cavi elettrici particolari sotterranei ha ancora un'altra lega, ecc ecc. Per ora gli impieghi che mi vengono in mente sono solo questi, ma ce ne sono a bizzeffe.....
Da giovane lavorando in una officina di costruzioni meccaniche, girando per acquistare materiali col datore di lavoro, capitai in una fonderia per il piombo, dove facevano anche lingotti e lamiere, e tubi in piombo per estrusione. In un reparto c'era una montagna di rottami di tutti i tipi, da cui pescava una benna che caricava il forno. Nei rottami c'era di tutto...... Con ancora attaccate parti di altri metalli, come ferro o ottone o bronzo, che venivano separati dopo la fusione.
Comunque hai ragione: non tutti possono e non dovunque si può fare una riduzione col carbone, per cui i rottami a basso costo possono essere una valida alternativa.
Lastre e tubi sono di sicuro i rottami migliori, per il resto non saprei.

[maxlinux2000]

.... e non potresti pensare ad un sistema in miniatura per la riduzione degli ossidi? anche una sola piastra alla volta!

Cosa succede per esempio se accendo un fuocherello di carbone in un bracere metallico con in mezzo qualche piastra di ossidi?
Senza ossigeno, al massimo un po' d'aria fatto con il ventaglio. Dico senza aria perché pensavo, che se il carbone deve assorbire le molecole di ossigeno dagli ossidi, bisogna secondo me dargli meno aria possibile. Sbaglio il ragionamento?

Il sistema della soda caustica mi sembra un po' pericoloso.... a quelle concentrazioni è più pericoloso dell'acido solforico in ebollizione!

[Dolomitico]

da quello che ho visto io dalle mie prove,il solo buttare delle piastre assieme al fuoco fa si che si recuperi solo il piombo che è già metallico ma ancora nascosto sotto le griglie ossidate.
Mi ricordo che una volta mentre non riuscivo a innescare la reazione ho provato a sparargli dentro aria col compressore,ma un compressore da 50 litri.
Quando la temperatura si è innalzata bruscamente ho cominciato a sentire letteralmente piovere qualcosa di metallico,era il piombo che iniziava la riduzione.
Il trucco è avere un'alta temperatura e tanta aria.
Siccome la mia forgia non era pensata per quella quantità d'aria il risultato fu che il piombo si raffreddo lungo il condotto dell'aria compressa e mi otturò lo scarico dove proprio lui doveva passare ma liquido.
Quindi la riduzione funziona,basta sapere come ottenerla,io adesso farei un foro centrale dove arriva l'aria però non lo userei come scarico,anzi lo innalzerei in maniera che il piombo fuso non arrivi dentro,poi un sistema che coinvoglia e fa scorrere il piombo verso l'esterno in maniera di avere un ciclo continuo.

[maxlinux2000]

bisognerebbe inventare un piccolo ma proprio piccolo altoforno per la riduzione degli ossidi, chessó 30x30x50, con l'aria che viene dall'alto in un tubo metallico (in modo che si scaldi per strada) e che non possa riempirsi di piuombo. Niente griglia metallica, ma un paio di fessure formate da 3 mattoni refrattati... che ne dite? si può progettare? Forse sarebbe il caso di fare una discussione a parte peró.

[Ferrobattuto]

Si, penso anche io che si dovrebbe aprire una discussione apposta, anche perché lo scambio di idee e di esperienza, e la sperimentazione, sarebbe piuttosto "consistente".

[maxlinux2000]

stavo pensando.... per unire le varie piastre si potrebbe usare barre filettate, rondelle e bulloni in piombo?

In fondo non dovrebbe essere difficile ottenere dei tondini e poi filettarli. Lo stesso con i dadi, si prende un dado in metallo, con il gesso triamo fuori lo stampo esterno. Poi dopo la colata si buca e si filetta.

Stavo pensando che una barra filettata di generose dimensioni (12mm di diametro?) potrebbe anche servire da collettore per evitare saldature. Per evitare corrosioni e falsi contatti, si potrebbe mettere grasso di vaselina in mezzo tra Bullone-piastra-rondella-piastra-Bullone.
In questo modo il grasso non può uscire, l'acido non può entrare e quindi neppure il solfato.



Edit:

aggiungo una variazione sul tema che semplifica la costruzione e l'assemblaggio.