Pila de Zamboni

[pfdc]

He intentado replicar este video: https://www.youtube.com/watch?v=_xxrKzAjEso
Evidentemente no funciona. Es normal al no haber electrolito aparecen los efectos de la pila. He apilado 10 cartulinas con grafito por una cara y aluminio por la otra y tampoco da ningún voltaje incluso midiendo con un electrómetro. He mojado las cartulinas con una solución de coluro sódico y si aparece un voltaje. Medido con un electrómetro da 4 voltios, mas o menos 0,4 v por elemento, medido con un polímetro digital la tensión baja a 1,9 voltios. En las pilas secas que emplean grafito como cátodo, el grafito esta rodeado de una mezcla de grafito y dióxido de manganeso que recolecta electrones del grafito. Podría intentar replicar eso: Aluminio- disco con cloruro de zinc- grafito con MnO2, pero eso posiblemente se parecería mas a las actuales pilas que a la pila de Zamboni. Intentando aproximarme a los materiales del momento voy a intentar la siguiente combinación Cobre- disco impregnado en cloruro amónico y seco - Zinc. Empleare zinc en vez de aluminio, porque en la época (1824) el aluminio se acababa de aislar y no estaba disponible.
Me llevara algún tiempo porque tengo que laminar tanto el zinc como el cobre a 0,1 mm o menos de espesor.
Salud!!

PD: para DavidFl, recubrir con pincel MnO2 una cartulina no produce capas uniformes. Emplea un aerógrafo.
Salud!!

[davidFL]

pues esperaré a ver por dónde seguir

[pfdc]

He encontrado una patente relacionada con la pila de Zamboni. Pongo la traduccion

La presente invención está dirigida a un tipo Zamboni mejorado de construcción de pilotes secos. Una versión mejorada de la pila Zamboni básica se describe en un artículo de A. Elliott que aparece en las páginas 317-319 de Electronic Engineering de octubre de 1948, como compuesta de unidades que son celdas completas en un sentido eléctrico. Sin embargo, de acuerdo con la estructura allí descrita, la superficie de un electrodo consta de una composición química expuesta que debe ponerse en contacto con la superficie conductora de una celda adyacente para que sea practicable. De acuerdo con las enseñanzas de la presente invención, una celda de batería autónoma completa que consta de un ánodo, un cátodo,

La electroquímica de la celda formada de acuerdo con la presente invención está relacionada con la de la celda de Leclanche bien conocida. El zinc se emplea como ánodo, el dióxido de manganeso constituye el cátodo y el electrolito está formado por una solución que incluye una sal ionizable como el cloruro de zinc.
En la celda Leclanche convencional, el electrolito normalmente se forma disolviendo cloruro de amonio, cloruro de zinc u otros cloruros en una solución o pasta acuosa. La presente invención emplea una cera de polietilenglicol como disolvente electrolítico y prescinde además de la necesidad de mezclar carbono con el dióxido de manganeso. Las celdas de acuerdo con la invención descrita no utilizan electrolitos acuosos o fluidos. En su lugar, se emplea un electrolito que es un sólido similar a la cera a temperaturas de funcionamiento normales. Específicamente, el electrolito se compone de una cera de polietilenglicol como componente principal.
La sustitución del electrolito de cera sólida es un factor importante para facilitar el logro de una larga vida útil y compacidad de la construcción. Da como resultado un sistema de electrolitos que es algo comparable a los tipos de celdas secas que emplean conductores iónicos sólidos como el bromuro de plata, pero posee una flexibilidad considerablemente mayor y requiere métodos de construcción menos costosos. Además, el uso de dióxido de manganeso sin mezclar con carbono, en comparación con las construcciones convencionales, promueve la vida útil eliminando la posibilidad de cortocircuito intracelular o intercelular por partículas de carbono. Cualquier cortocircuito causado por el dióxido de manganeso se rompe presumiblemente tan pronto como algunas de las partículas de cortocircuito se reducen a óxidos de manganeso inferiores, no conductores.
El uso de un material sólido similar a la cera como electrolito de acuerdo con la presente invención hace posible la prefabricación en forma de lámina laminada de una celda de batería unitaria en la que todos los elementos de la celda están sellados sólidamente entre sí. El laminado comprende un separador como un papel de filtro impregnado con el electrolito de cera y colocado entre electrodos en forma de lámina como zinc y plástico conductor respectivamente. Se pueden aplicar materiales catódicos como el dióxido de manganeso, mezclados con la cera, ya sea al separador oa la lámina del cátodo.
La construcción de una realización representativa de la presente invención se muestra en los dibujos. Como se muestra en la Fig. 2, el ánodo consiste en láminas de zinc con un espesor de aproximadamente 0,002 pulgadas. Elplaca positiva2 comprende una hoja de plástico conductor que puede ser cualquier tipo bien conocido de película de vinilo conductor tal como Condulon. Otras láminas conductoras, como los materiales que consisten en plata, carbono o material conductor que contiene carbono, también son satisfactorias para tal fin.electrólito3 comprende una masa sólida homogénea constituida por una cera de polietilenglicol que contiene cloruro de zinc e impregnada en una hoja de papel de filtro.
Se ha encontrado satisfactoria una cera típica de polietilenglicol tal como Carbowax 4000 en la que se ha disuelto algo de cloruro de zinc aproximadamente anhidro. Se han empleado mezclas de cloruro de cinc al 10 por ciento y al 5 por ciento sin diferencias notables en las características de las células resultantes. Es importante señalar, sin embargo, que cuanto menos cloruro de zinc se emplee, menor será la susceptibilidad del electrolito a la higroscopicidad durante las etapas subsiguientes del montaje de la batería. También puede observarse que, si bien se produce indudablemente cierta absorción de humedad en el proceso de moler el cloruro de zinc y disolverlo en el disolvente de cera, hasta ahora no se ha determinado si una cantidad tan pequeña de agua en el electrolito es significativa en relación con la operaciones de la celda.
La construcción de una batería típica que incorpore los principios de esta invención será evidente al considerar los siguientes pasos representativos empleados. Estos pasos se muestran esquemáticamente en las Figs. 4a-4zl.
La construcción del separador de electrolitos Al fabricar el separador que contiene electrolitos, se emplean láminas de material como papel de filtro (Whatmans No. 2, por ejemplo). Cada hoja se coloca en una placa calentada como se muestra en la Fig. 4a, y una superficie de cada hoja de filtro se impregna adecuadamente con una capa negra, pintando o rociando con una mezcla que comprende aproximadamente 50 por ciento de dióxido de manganeso suspendido en polietilenglicol derretido. cera que contiene un pequeño porcentaje de cloruro de zinc disuelto, siendo la cera de polietilenglicol sólida a las temperaturas normales de funcionamiento de la batería. Este proceso impregna parcialmente el papel con la cera. Los pares de estas hojas con sus superficies recubiertas de negro unidas espalda con espalda se vuelven a aplicar en la placa calentada como se muestra en la Fig. 4b, cuya temperatura se mantiene algo por encima del punto de fusión del solvente de cera Carbowax o polietilenglicol. Cada una de las superficies sin recubrir de las láminas unidas se recubre luego con una solución de cloruro de zinc de cera de polietilenglicol fundida pero que no contiene dióxido de manganeso. Ellinea rota3a indicado en la Fig. 3 muestra la demarcación entre elrecubrimiento negro3b que contiene dióxido de manganeso y el revestimiento 30 que está libre de dióxido de manganeso, respectivamente. Siguiendo estos pasos, los pares unidos de papeles de filtro tratados se separan como se muestra en la Fig. 4c, y cada lámina individual se deja enfriar y endurecer hasta formar una masa rígida.
' Fabricación de la celda de batería La unidad básica de celda de batería primaria como se muestra en las Figs. 2 y 3 está formada como una lámina laminada integral que incorpora todos los elementos de una celda de batería, a saber, el ánodo, el cátodo y el electrolito. La lámina laminada se construye intercalando elhoja3 del separador que contiene electrolitos, que ha sido fabricado como una masa homogénea como se describe, entre un primerhoja de ánodo de zinc1, que ha sido completamente desengrasado, y unsegunda hoja2 del material conductor mencionado con el revestimiento negrosuperficie3b de la hoja de electrolito en contacto con ellámina de plástico2. El laminado resultante se vuelve a colocar sobre la superficie de la placa calentada, como se muestra en la Fig. 4d, y se presiona bajo el rodillo R, cuya acción alisa la lámina y expulsa cualquier exceso de electrolito. Luego, la hoja completa se retira de la placa y se enfría hasta que el electrolito se solidifica nuevamente.
' uniéndose así a la platos 1 y 2 .en una sola masa unitaria. Cualquier depósito de electrolito que pueda haberse formado en los bordes exteriores de la hoja se elimina luego por lavado en agua. A continuación, la hoja se seca y se recorta con un cuchillo de cizalla.

Formación de una batería multicelda
La hoja laminada completa construida de la manera descrita es una celda de batería unitaria completa que tiene un voltaje de circuito abierto medible de aproximadamente 1,50 voltios. Sus características físicas son tales, además, que es adaptable a los métodos convencionales de punzonado, cizallado o corte sin efectos adversos, debido a la consistencia sólida del separador electrolítico empleado y al alto grado de unión entre los referidos. a las laminaciones. Debido a que las celdas individuales grandes se pueden construir como se describe en forma de una lámina laminada extremadamente delgada (es decir, del orden de 0,005 a 0,010 pulgadas) que se sella mediante el separador adhesivo que contiene electrolito, es posible perforar un número de celdas más pequeñas, pero por lo demás eléctricamente idénticas, de dicho laminado en una punzonadora.

Como se muestra en la figura 2, una pluralidad de discos u obleas C pueden perforarse fácilmente a partir de la hoja de celda de batería básica, comprendiendo cada oblea a su vez una celda de batería unitaria completa en sí misma. Dado que generalmente es deseable producir ensamblajes de batería compactos y livianos, es conveniente perforar discos de diámetros estándar de 1/2 pulgada y 1/2 pulgada para producir tamaños de batería de los tipos que se muestran como B y B1, respectivamente, en la Fig. 1. Las baterías se muestran en escala ampliada en la Fig. 1, pero una indicación de su tamaño extremadamente pequeño y compacidad es evidente al compararlas con la escala. Sin embargo, la invención obviamente no se limita al uso de discos de los tamaños particulares mostrados, ya que se pueden emplear celdas de cualquier dimensión arbitraria conveniente. Además, la configuración específica del disco es una cuestión de elección.tierra2 permite utilizar punzones cilíndricos de bajo coste.

Cuando los bordes de una celda perforada se examinan bajo un microscopio, no hay arrastre aparente de las capas de zinc o de plástico conductor. Además, no se ha observado una separación significativa de las capas de la celda durante tales operaciones de troquelado. Esto se debe en gran parte al hecho de que se forma una buena unión cuando la lámina de zinc empleada se ha desengrasado cuidadosamente como se describe. El grabado del zinc con ácido antes del montaje mejora la adherencia. Además, el hecho de que los bordes cortados estén limpios, secos y claramente definidos es de gran importancia para minimizar la fuga eléctrica entre las celdas cuando los discos de celda individuales se apilan para formar una batería. La falta de voladizo en cada capa asegura contra cortocircuitos entre las placas de las diversas celdas.

Un ensamblaje de batería, como B o B1 en la Fig. 1, se forma fácilmente simplemente apilando una pluralidad de obleas sin unchar en una forma cilíndrica o en una rejilla del diámetro correspondiente, presionando ligeramente las obleas juntas y recubriendo la circunferencia con una capa similar a la laca. sustancia. Cualquier laca transparente de alto grado es satisfactoria para tal propósito. Si bien la laca es conductora cuando se aplica inicialmente, pierde rápidamente dicha conductividad cuando el solvente se evapora. Se pueden usar otros revestimientos de bordes, como adhesivos a base de caucho.
Las características típicas medidas tanto de la celda básica como de las baterías compuestas por ella se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1. Características de la celda y la batería Voltaje de circuito abierto por celda 1,50 voltios. Resistencia interna de una celda de una pulgada a 25 C 4X10 ohmios. Resistencia interna de una celda de /2 pulgada a 25C4 10 ohmios. Longitud de la batería de -voltios 0,9 pulgadas. Peso de la batería de 100 voltios, celdas de 1,5 gramos. Peso de la batería de 100 voltios, celdas de /z-pulgada 6,0 gramos. Resistencia interna de celda de /2 pulgadas a 5 C 2.5X10 ohms.
La vida útil observada de las baterías construidas según la presente invención es excelente. Durante un período de 8 meses, por ejemplo, no se ha observado una caída de voltaje significativa en un conjunto de batería de celda ZS que tiene un voltaje nominal de 37/2 voltios.
También se han realizado pruebas de cortocircuito para medir las resistencias internas de 5. las celdas indicadas en la Tabla l. Después de tales pruebas, las celdas vuelven a su nivel de voltaje normal.

Lo reclamado es:
1. Una construcción de celda primaria unitaria que comprende un laminado integral que consiste en un primer y segundo ánodo y cátodo de tipo hoja conductora y una capa interpuesta de electrolito sólido, consistiendo dicho electrolito esencialmente en una mezcla de cera de polietilenglicol y una sal seleccionada del grupo que consiste en los haluros de zinc, litio y manganeso en una cantidad suficiente para hacer dicha mezcla electrolíticamente conductora.
2. Un electrolito para usar en la construcción de una celda primaria que consiste esencialmente en una masa sólida de cera de polietilenglicol en la que una sustancia ionizable que comprende una sal seleccionada del grupo que consiste en haluros de zinc, litio y manganeso en una cantidad suficiente para convertir dicha masa electrolíticamente conductora se disuelve.
3. Un electrolito como se define enafirmar3 en el que dicha masa es un sólido ceroso a la temperatura normal de funcionamiento de la celda.
4. Un electrolito para usar en la construcción de una celda primaria que consiste esencialmente en una masa sólida de cera de polietilenglicol combinada con una sal seleccionada del grupo que consiste en cloruro de zinc, cloruro de litio y cloruro de manganeso en una cantidad suficiente para hacer que dicha masa sea electrolíticamente conductora. .
5. Un electrolito para usar en una construcción de celda primaria que comprende una composición de una masa sólida de cera de polietilenglicol que incluye entre 5 y 10 por ciento de una sal seleccionada del grupo que consiste en cloruro de zinc, cloruro de litio y cloruro de manganeso.
6. Un separador que contiene electrolitos para usar en una construcción de celda primaria que comprende una rejilla de matriz, al principio un revestimiento sólido que consta de una composición que incluye cloruro de zinc disuelto en una cera de polietilenglicol y mezclado con dióxido de manganeso, formando una superficie de dicha rejilla, y un segundo revestimiento sólido consistente en una composición electrolítica de cloruro de zinc disuelta en una cera de polietilenglicol que forma la otra superficie de dicha rejilla.
7. Un separador que contiene electrolitos para usar en una construcción de celda primaria que comprende una rejilla de matriz, un primer recubrimiento sólido que consta de una composición que incluye entre 5 y 10 por ciento de cloruro de zinc disuelto en una cera de polietilenglicol y mezclado con 50 por ciento de dióxido de manganeso , formando una superficie de dicha rejilla, y un segundo revestimiento sólido que consiste en una composición electrolítica que incluye entre 5 y 10 por ciento de cloruro de zinc disuelto en una cera de polietilenglicol, formando la otra superficie de dicha rejilla.
8. Una construcción de celda primaria unitaria que comprende un laminado integral que consiste en una primera hoja de ánodo de zinc, una segunda hoja de plástico conductor recubierta con dióxido de manganeso y un electrolito que consiste esencialmente en una capa intermedia de cera sólida de polietilenglicol mezclada con cloruro de zinc en un cantidad suficiente para hacer dicha capa electrolíticamente conductora y unida a dichas primera y segunda láminas, respectivamente.
9. Una construcción de celda primaria unitaria que comprende un laminado integral que consta de una primera hoja de ánodo de zinc, una segunda hoja de plástico conductor y un separador intermedio que contiene electrolito sólido unido a cada una de dichas hojas y que comprende una hoja de cera de polietilenglicol homogénea, la superficie del cual en contacto con el ánodo de zinc incluye cloruro de zinc disuelto y cuya superficie en contacto con dicha segunda hoja incluye una mezcla de cloruro de zinc y dióxido de manganeso.
10. Una construcción de celda primaria unitaria que comprende un laminado integral que consta de una primera hoja de ánodo de zinc, una segunda hoja de plástico conductor y un separador intermedio que contiene electrolito sólido unido a cada una de dichas hojas y que comprende una rejilla de matriz, un primer revestimiento sólido de una composición electrolítica que incluye entre el 5 y el 10 por ciento de cloruro de zinc disuelto en una cera de polietilenglicol impregnada en la superficie de dicha rejilla en contacto adherido con dicha primera lámina, un segundo recubrimiento sólido de una composición que incluye entre el 5 y el 10 por ciento de cloruro de zinc disuelto en una cera de polietilenglicol y mezclado con dióxido de manganeso al 50 por ciento impregnado en la superficie opuesta de dicha rejilla en contacto adherido con dicha segunda hoja.
11. Una construcción de celda primaria unitaria delgada que comprende un electrodo de lámina positivo de material químicamente inerte y conductor electrónico, un electrodo de lámina negativo de material químicamente activo y conductor electrónico seleccionado del grupo que consta de zinc, estaño, manganeso, magnesio y aluminio. y una capa interpuesta de un separador que contiene electrolito sólido en contacto de unión con dichas láminas positivas y negativas, teniendo dicha capa una superficie que consta de una composición de cloruro de zinc, dióxido de manganeso y cera de polietilenglicol en contacto de unión con dicho electrodo de lámina positivo y un superficie anversa que consta de una composición electrolítica de cloruro de zinc y cera de polietilenglicol en contacto unido con dicho electrodo negativo de lámina.

[maca]

una buena idea la de disolver el electrolito en un polimero

[davidFL]

harás más pruebas G¿?

[troglodita]

Las imágenes de ese texto:

[troglodita]

Este usuario tiene un canal en YouTube dedicado a la pila Zamboni. Ha hecho un péndulo que lleva funcionando once años:

https://www.youtube.com/@kafr8413/videos

Su página web:

https://unusualdevices.weebly.com/

[pfdc]

Aqui se plantea la disyuntiva, hacer una pila "estilo Zamboni" o intentar replicar la pila de Zamboni. Porque la pila es anterior es "estilo Zamboni" ya que emplea MnO2 y se parece mas a la Leclanche que no aparece hasta 1868. Y por supuesto que Zamboni no disponía de polietilenglicol.
Aventuro que la pila Zamboni debería esta compuesta por dos discos de cobre y cinc, separados por un papel poroso impregnado con miel ( o azúcar derretida) en el que habían disuelto un 5 % de cloruro sódico o tal vez de cloruro de cinc.
Pero que cuente David lo que sabe, que estamos en esto por el.
Salud!!

[davidFL]

Sé poco.
https://books.google.es/books/about/L_e ... edir_esc=y

No lo ví claro desde un principio, sigo sin verlo claro ahora y espero verlo claro para acabar mi réplica. Por eso pedí asesoramiento y ayuda.

[pfdc]

He conseguido avances importantes con le pila de Zamborini.
Parto de una cartulina de unos 0,2 mm de espesor. Por una cara le pego una cinta de aluminio autoahesiva. Por la otra, primero pulverizo agua con un 2% de ClNa. Después la pinto con una mezcla de MnO2 y grafito al 50%, agua y cola blanca de carpintero. La corto en rectángulos de 2 cm2, midiendo con el electrómetro me da 1V por elemento. He apilado 8 elementos y me da 8 V.
Salud!!