[Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

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[Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par Canis Lupus le Dim 21 Fév 2010 - 18:57

Mon collègue survivaliste m'a parlé des batteries Edison nickel-fer, elles ont une très longue durée de vie. Vous connaissez ?

Vidéo didactique pour faire une batterie Edison expériementale

Plus d'infos

Il y a eu des messages à propos des batteries sur Survivalblog ces jours derniers.

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par tarsonis le Jeu 22 Avr 2010 - 9:50

Canis Lupus a écrit:Mon collègue survivaliste m'a parlé des batteries Edison nickel-fer, elles ont une très longue durée de vie. Vous connaissez ?
Vidéo didactique pour faire une batterie Edison expériementale
Plus d'infos
Il y a eu des messages à propos des batteries sur Survivalblog ces jours derniers.

J'ai pu à peu près tout faire avec de la récup...il ne manque plus que le nickel ! Vous avez une idée pour en trouver en récup ? Il faut qu'il soit très pur, donc le cupronickel des pièces ne fonctionne pas clind'oeil

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par Ash le Ven 23 Avr 2010 - 21:55

Perso, dans le bâtiment, je ne vois pas... à voir dans les industries?

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par tarsonis le Sam 24 Avr 2010 - 8:50

Les seuls moyens dont je dispose :
- électrodes pour une électrolyse au nickel (7€ la plaque)
- électrodes de nickel pur pour la soudure des métaux
- Récupérer des boulons nickelés, mais la couche de nickel doit amha être très mince, et le nickel vite rongé...donc on aurait une batterie fer-fer clind'oeil

Ps : je vais peut être diviser les topics...

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par Ash le Sam 24 Avr 2010 - 14:41

posté ici, étant donné une division certainement proche.

alibaba (fil de nickel chinois)
Haynes International (il en vendent manifestement, à contacter, à Herblay, 95)

Répartition des usages à l’échelle mondiale
Selon Eramet (2005), la répartition des consommations de nickel primaire dans le monde se
répartit comme suit secteur par secteur (Fig. 2.4) :
- Aciers inoxydables 68%
- Alliages de nickel, superalliages15 10%
- Nickelage 8%
- Aciers alliés, aciers moulés et fontes alliées 7%
- Monnaie 2%
- Autres : batteries, catalyseurs, … 5%
source

Manifestement, il y a énormément d'alliages et très peu d'usages purs...
T'es allé voir un fournisseur en métaux?

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par un ptit breton le Sam 24 Avr 2010 - 20:50

Il existe le nickel dit " électrolityque " qui s'utilise comme le zingage pour des utilisations particuliéres.
Voir dans une entreprise de zingage , la plupart font les deux mais je ne sais pas si elles en vendent ni sous qu'elles formes.

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par tarsonis le Mer 5 Mai 2010 - 10:40

Bon, j'ai pas réussi à avoir l'entreprise pour une vente envers un particulier. En revanche, j'ai découvert que les pièces de 1F (et certaines 5F) semeuse étaient en nickel 98% depuis 1960 ! Je vais plutôt plancher de ce côté clind'oeil

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par Ash le Mer 5 Mai 2010 - 20:40

Nickel!!!


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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par tarsonis le Lun 19 Juil 2010 - 15:05

Salut à tous !

Voici donc le petit tuto pour fabriquer des accumulateurs Nickel/Fer de Thomas Edison (Nickel/Iron en Anglais) :



Développée en 1901 par Edison, ils furent utilisés pour propulser son véhicule électrique : La Bailey Electric (le modèle classique tenait 160 km en une charge - 900kg - moteur 60V)



et surtout utilisée dans les mines pour l'éclairage (photo du dessus), et dans les sous-marins pour la propulsion.

Vis à vis de la construction, j'ai abandonné l'utilisation d'hydroxyde de potassium (potasse). Bien que courant aux USA, il est assez difficile de trouver du potassium ou de l'hydroxyde de potassium (cf fabricants de savon) sans avoir de soucis avec les douanes et/ou la poste pour "transport de matière dangereuse". C'est corrosif, mais quand même....

A la place, j'ai utilisé le bon vieux hydroxyde de sodium (soude). Ce dernier, bien qu'abordable dans tout supermarché, peut également être synthétisé par électrolyse d'eau salée (cf topic sur la purification de l'eau / séparation des ions avant la dismutation du chlore).

La soude est un produit corrosif, donc la sécurité avant tout ! Blouse, gants et lunettes sont de mise en toute circonstance clind'oeil

La contrepartie de cette fabrication, moins coûteuse et plus rapide, est que la résistance interne de la batterie sera un peu plus élevée (augmente l'effet joule, si on demande un très fort courant, la tension aux bornes de l'accu chute)

L'intérêt des Batteries Nickel/Fer ?

- Durée de vie plus longue (50 ans) / possibilité de réutiliser ou réparer les matériaux.
- Technologie à la portée de tout le monde, et simple à mettre en œuvre (contrairement à la membrane microporeuse de l'accu zinc/nickel).
- Pas de constituant polluant ou toxique (plomb, lithium, cadmium, solvants, etc...) et difficile à recycler.
- Relativement bon marché (limité principalement au coût du nickel).
- Tient bien les décharges profondes (qui endommagent irrémédiablement les autres technologies d'accumulateur).
- Résiste bien aux surcharges et aux court-circuits (chauffe un peu tout de même).
- La capacité augmente à chaque charge.
- Ne gèle pas en hiver.

Inconvénients :
- La puissance massique est d'environ 55 Wh/Kg, soit plus qu'une batterie de voiture (35 Wh/Kg), mais beaucoup moins qu'une NiMH (70 Wh/Kg).
- La stabilité des éléments fait que l'on ne peut demander un courant très fort pendant une courte durée (comme le démarrage d'une voiture). Elles sont plutôt destinées à une production constante.
- Une auto-décharge relativement importante vis à vis des autres technologies : 40% en un mois contre 20% pour le NiMH)
- Vérifier le niveau de la solution de temps en temps, car une surcharge de l'accumulateur va produire une électrolyse de l'eau.
- L'électrolyse peut dégager de l'hydrogène, attention !

===

Tous ces inconvénients nous montrent que ce type de technologie semble mieux s'adapter à une production quasi-autarcique : faible entretient, low-tech,  chargé et déchargé au gré de la production quotidienne par une éolienne ou un panneau solaire et surtout un cyclage et une durée de vie très importante. Bien qu'elle soit tombée dans l'oubli depuis (développée en même temps que le nickel/cadmium), son potentiel semble considérable dans cette optique !

Le point le plus important se situe au niveau de l'électrode de nickel.
Comme je l'ai mentionné dans l'autre post, il est assez difficile de s'en procurer si l'on est pas une entreprise, si vous en vendez, je suis preneur (en général 50euros/Kg, à voir selon le cours du jour).

Pour commencer doucement, et tester cette technologie à moindre coût, je propose de réutiliser nos précieuses pièces de 1F, accumulées au fond des tiroirs et tirées à plus d'un milliard d'exemplaires. Elles sont pures à 99,9% de nickel, et constituent donc une bonne source d'approvisionnement pour cette expérience.
Elles pèsent 6g et, rapportées au coût du nickel, reviennent à 25 euros le kg ! (15 centimes d'euro pour les plus courantes, attention si vous avez des pièces de collection clind'oeil )

Construction :

L'expérience présentée ici est sans prétention, mais permet de montrer que cette technologie fonctionne, et peut facilement être mise en œuvre sans outillage perfectionné avec les moyens du bord.
Je ferai des mesures supplémentaires afin de calculer la capacité maximale de ce modeste accumulateur.

Le nickel représente l'électrode positive : la cathode ("absorbe" les électrons)
Le fer représente l'électrode négative : l'anode (distribue" les électrons).

Afin de réaliser à moindre coût des électrodes en fer, on a besoin de fer pur....qui est exactement le synonyme de 'fer doux' vis à vis des transformateurs, qui se trouvent à peu près n'importe où :

Par ailleurs, les lamelles de fer doux des transfos ont une architecture prédécoupée, qui nous sera très utile pour réaliser les électrodes.


Lien

Elles sont présentes par dizaines et possèdent plusieurs trous afin de relier les électrodes entre elles.

Le corps de l'accu est réalisé avec un tube à comprimés. Ce plastique est résistant à la soude (attention, d'autres plastiques comme le PET sont sensibles aux hydroxydes), et l'ensemble est dispo à peu près partout. Le couvercle assure l'étanchéité de l'ensemble, et en cas d'électrolyse de la solution (par tension excessive), ce dernier peut se déboiter pour évacuer le gaz.

Électrode positive (Nickel) :

Un petit trou est réalisé dans le couvercle afin de faire passer un fil de cuivre gainé. L'intérieur est rembourré de papier aluminium afin de faire contact avec l'électrode (la soudure à l'étain prenant difficilement sur le nickel). Le couvercle assure le maintient de la plaque de nickel tout en assurant une parfaite étanchéité.



Électrode négative (fer)

C'est une lamelle de transformateur en fer doux en forme de 'E' qui a été repliée sur elle-même.
Afin de réaliser une soudure propre, il convient d'étamer le fil, et la lamelle. On pourra avoir besoin de passer un coup de papier de verre afin que l'étain colle sur cette dernière. Afin d'éviter une éventuelle réaction parasite, j'ai isolé le tout avec une gaine thermorétractable.


(images manquantes)

Vue des deux électrodes expérimentales :

Vue de notre accumulateur Nickel/fer une fois terminé. La distance entre les électrodes est d'un cm environ, ce qui est énorme et réduit l'énergie que peut accumuler l'ensemble.


Quelques mesures :

Différence de potentiel entre les deux électrodes juste après avoir rempli l'accu avec de la soude 30% : 454 mV (attention lors du remplissage avec la soude, ça brûle !)


La charge de l'accu :

La technologie se charge à 1,85V. Afin d'obtenir une tension proche de cette valeur, j'ai utilisé deux piles 1,5V, avec en série deux diodes (une silicium, une germanium) afin d'obtenir une chute de tension d'environ 1,1V (3V - 1,1V ≏ 1,8V, vérifiable avec le multimètre). Attention, c'est une méthode bourrin, il convient de vérifier la puissance maximum que peuvent tolérer ces diodes (ici 1W). L'accu est chargé trois minutes.



Différence de potentiel à vide une fois l'accu un peu chargé : 1,36V



La tension varie très peu (quelques mV par minute). C'est dû à la résistance interne très élevée du multimètre, qui avoisine les 10MΩ.

Test de décharge dans une résistance de 100Ω 1W :


Désolé pour le flou artistique, l'accu se déchargeant assez vite, j'ai du itérer les prises rapidement clind'oeil
A charge, la tension tombe comme prévu à 1,2V :

(les résistances 1/4W sont là uniquement pour relier l'accu à la plaque d'expérimentation)

Puis commence lentement à chuter; au bout de 25 secondes (23) :


Au bout de 50 secondes.


En une minute : notre accu passe la barre des 1V, et s'y stabilise.


L'énergie emmagasinée était assez faible : à peu près 10mA pendant vingt secondes, puis environ 5mA durant dix secondes (le tout sera réalisé plus précisément; un ampèremètre en série serait le bienvenue pour tracer une caractéristique de l'accu), puis presque 0 (j'ai pas changé le calibre durant l'expérience)

Soit environ  0,05 mAh, soit en tirant franchement par les cheveux 0,2 Farad (attention, c'est un abus grossier car les caractéristiques condo/accu ne sont pas les mêmes !).
Mais cela a le mérite de montrer que la technologie fonctionne.

Il est intéressant de remarquer que la capacité augmente à chaque charge. Pour la cinquième, on atteint vite 35 secondes sous 10mA.


Réaction chimique :
Article d'un amateur assez complet sur le sujet (L'explication de fonctionnement est une traduction partielle de la page)

C'est un accu alcalin (redox dont l'électrolyte est l'hydroxyde de sodium)
Ce sont des réactions d'oxydo-réduction (transfert d'électrons).
 
En charge :

A l'anode
Fe(OH)2 + 2e-      ->    Fe + 2OH-
A la cathode
Ni(OH)2 + OH-     ->    NiO2H + H2O + e-
(x2 pour égaler les potentiels entre les électrodes)


On remarque au passage que les ions sodium et potassium ne jouent pas de rôle dans la réaction, et que l'équation est très proche de celle se déroulant dans les accumulateurs au cadmium.

En décharge, on a la réaction inverse

A l'anode
Fe + 2OH-        ->  Fe(OH)2 + 2e-
A la cathode
NiO2H + H2O + e-   ->    Ni(OH)2 + OH-

(L'hydroxyde de Nickel étant créé lors de la charge de l'accumulateur :
Ni + 3OH-      ->   NiO2H + H2O + 3e-)

Une fois déchargé, les électrodes sont recouvertes d'hydroxyde de fer et de nickel)

Caractéristiques de l'accu :

L'accu a une tension nominale de 1,25V une fois chargé (f.e.m de 1,4V à vide à 25°C). Soit 12,5V avec dix éléments reliés en série.
Une tension de 1V une fois vide.

Il doit être chargé à 1,85V.

Afin d'augmenter la capacité de ces accus, il convient bien entendu d'augmenter la surface des électrodes (relier en parallèle plusieurs accus est possible s'ils ont grosso modo les mêmes caractéristiques). Au lieu d'utiliser des plaques qui se font face comme ici, on pourrait utiliser un système de feuilletage (une cellule de 1,2V comprenant une vingtaine de feuilles), qui augmenterait la surface par cellule, et donc la capacité :



Si on souhaite augmenter la tension, il suffit de relier en série plusieurs cellules :



Pour aller (beaucoup) plus loin :

L'authentique manuel d'utilisation d'Edison



















Bons bidouillages à tous !  


Dernière édition par tarsonis le Lun 15 Déc 2014 - 9:16, édité 1 fois (Raison : Images retrouvées)

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par Raffa le Lun 19 Juil 2010 - 16:10

Du tout grand Tarso drunken !

Merci infiniment, encore une fois BISOU

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par Canis Lupus le Lun 19 Juil 2010 - 20:36

J'avais contacté une entreprise chinoise sur Alibaba.com qui commercialise les batteries NiFe (c'est la même entreprise qui produit les batteries NiFe vendue par une boîte californienne). Trop cher mon fils. De plus il faut acheter en gros...

C'est super ton expérience. Pourrait-on faire fondre des pièces (température de fusion du nickel : 1455°C) et créer des électrodes maison ?

Mes collègues vont être très intéressés par ce sujet cheers .


Dernière édition par Canis Lupus le Mer 21 Juil 2010 - 9:35, édité 1 fois

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par Rammstein le Lun 19 Juil 2010 - 21:37

Tu vas avoir du mal à faire fondre des pièces dans ta cuisine !

Il doit y avoir moyen de percer les pièces et les enfiler sur un manche en plastique (il faut une matière électriquement et chimiquement neutre), en s'assurant qu'elles restent toujours en contact.

Que se passerait-il si l'on rajoutait de l'argent ou du cuivre dans les réactions ci-dessus ? Si cela n'a aucune incidence, on pourrait envisager un brasage fort des pièces avec un métal d'apport comme le cuivre ou l'argent. L'investissement ne dépasse pas 20 euros et permet des bricolages très résistants (le brasage fort à l'argent tient les 40kg/mm²).

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par tarsonis le Mar 20 Juil 2010 - 8:46

Merci ! Je pensais que cette technologie avait le mérite d'être explicitée ici. Curieusement, bien qu'elle ait plus de cent ans, elle n'a même pas la considération d'une simple page sur le wikipédia français.

Canis Lupus a écrit:
Pourrait-on faire fondre des pièces (température
de fusion du nickel : 1455°C) et créer des électrodes maison ?

Comme le dit Ramm, cela risque d'être assez difficile de refondre des pièces avec du matos rudimentaires. Cependant, il y aurait plusieurs solutions :
- Les pièces de 5F sont également en nickel pur, mais ont été tirées à beaucoup moins d'exemplaires, ce qui donne parfois une cote plus élevée que le cours du nickel...
- Ce n'est pas l'épaisseur de l'électrode (la solution est très stable et ronge peu le nickel), mais bien la surface qui influe sur la quantité d'énergie stockée. C'est pour cela que je souhaitais d'abord obtenir une plaque mince mais large de nickel.
Après, même si nous ne pouvons la refondre, on peut tenter de la chauffer pour l'aplatir au marteau (y a-t-il un forgeron dans la salle ?) et augmenter la surface.
Dans l'idéal, j'aurais tenté l'accu avec des feuilles de nickel dont l'épaisseur aurait été voisine de l'alu du commerce (mais un peu plus épais tout de même clind'oeil )

Rammstein a écrit: Que se passerait-il si l'on rajoutait de l'argent ou du
cuivre dans les réactions ci-dessus ?).

Malheureusement, ces métaux réagiraient pour former des piles Nickel/Cuivre et Nickel/Argent....difficilement réversibles

Peut être une autre voie encore : tester avec de l'acier nickelé (avec une couche suffisante). Mais je n'en ai pas trouvé dans mon coin.
Si c'est possible, on aurait un dispositif assez facile à assembler, robuste, et dont les électrodes pourraient être soudées facilement. clind'oeil

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par modl le Mar 20 Juil 2010 - 14:14

Pourquoi ne pas tenté une "nickellisation" d'une piéce d'acier par le principe de la galvanoplastie ? Ca autoriserait une plus grande surface de contact, et la même pièce devrait pouvoir couvrir plusieurs plaques ?
Je n'ai AUCUNE compétence dans ce domaine, c'est juste une idée.

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par tarsonis le Mar 20 Juil 2010 - 14:23

modl a écrit:Pourquoi ne pas tenté une "nickellisation" d'une piéce d'acier par le principe de la galvanoplastie ? Ca autoriserait une plus grande surface de contact, et la même pièce devrait pouvoir couvrir plusieurs plaques ?

Excellente idée ! J'étais passé complètement à côté du plaquage ( )...On pourrait nickeler plusieurs plaques de larges dimensions !

Je vais potasser cela !

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par modl le Mar 20 Juil 2010 - 20:32

tarsonis a écrit:Excellente idée ! J'étais passé complètement à côté du plaquage ( )...On pourrait nickeler plusieurs plaques de larges dimensions !

Je vais potasser cela !

C'est à ça que sert un forum : quand tu as le nez dans le guidon, tu arrives à rater des trucs qui, avec le recul, semble inratables...
Là, c'était juste une idée, et je ne suis même pas sûr du terme "galvanoplastie". Je sais qu'il faut en brancher un sur le plus, l'autre sur le moins, que des atomes vont sortir de l'un et se "coller" à l'autre, mais je ne sais pas quelle borne fait quoi, je ne connais pas le voltage, le bain, la durée...
Là, ce qui m'intéresse, c'est la possibilité de se fabriquer SA batterie, qui visiblement est plus puissante qu'une classique au plomb.
J'ai toujours en tête un triporteur électrique, mais pas le temps de le concevoir, ni la compétence pour le fabriquer (faudrait que j'apprenne à souder). Du coup, j'accumule les idées, les réalisations pour quand j'aurai le temps, la compétence et un peu moins de trucs à faire à la maison, comme tout le monde ici je suppose...

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par Canis Lupus le Sam 9 Oct 2010 - 11:34

J'ai reçu une relance pour les batteries Ni-Fe en provenance de Chine (elles viennent toutes de là-bas). Il s'agit d'éléments de 1,2V-100Ah. Le prix unitaire est de US$60 et les frais de port US$500, sachant que la commande minimum est de 500 pièces. 500 pièces donneraient 25 groupes de 12V-200Ah à US$1200.
Quelqu'un est-il intéressé ? fumeur

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par tarsonis le Dim 10 Oct 2010 - 21:12

Salut !
Canis Lupus a écrit:J'ai reçu une relance pour les batteries Ni-Fe en provenance de Chine (elles viennent toutes de là-bas). Il s'agit d'éléments de 1,2V-100Ah. Le prix unitaire est de US$60 et les frais de port US$500, sachant que la commande minimum est de 500 pièces. 500 pièces donneraient 25 groupes de 12V-200Ah à US$1200.
Quelqu'un est-il intéressé ?

J'aurais bien tenté, mais je suis en train de finaliser la galvanoplastie d'électrodes de fer avec un morceau de nickel....
Vis à vis du prix et de l'import possible depuis la Chine, as-tu tenté une comparaison avec le prix du nickel en plaques de 0.5mm (le nickel étant de 30/50€ le kg) ?

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par Canis Lupus le Lun 11 Oct 2010 - 10:35

Aaargh non, il faudrait que je connaisses le poids de nickel inclus dans chaque batterie ! silent

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par tarsonis le Lun 11 Oct 2010 - 11:44

Salut !
Canis Lupus a écrit:Aaargh non, il faudrait que je connaisses le poids de nickel inclus dans chaque batterie ! silent

Je ne sais pas trop, je tombe souvent sur des données constructeurs un peu farfelues. J'ai l'impression que leurs électrodes sont également recouvertes de nickel par galvanoplastie.
Avec des électrodes en nickel pures, on a l'avantage de ne pas se soucier de la charge maxi; mais étant donné que la réaction corrode très peu les électrodes, on peut se permettre d'utiliser le système de couche pour réduire la coût de fabrication, et augmenter drastiquement la capacité (liée à la surface).

Mon premier essai est concluant; je vais essayer avec une plaque de fer un peu plus grande, afin de proposer un tuto à une échelle plus élevée (tests qui ont pour objectif d'avoir un moins un Ah sous 1,2V). clind'oeil

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par argoth le Jeu 25 Nov 2010 - 18:12

J'ai trouvé une autre source de nickel pure a 99%. Il s'agit tout simplement des cordes de guitares. Attention, ce n'est pas le cas de toute les marques.

Vendu en paquet de 6 pour environ 6 euros. Bien sur les 6 n'ont pas la même épaisseur, mais bon.

Au niveau de l'installation, on peut les enrouler serrer autour d'un matériaux inerte. On prendra par exemple une plaque de plastique (J,ignore quel matériaux prendre help tarsonis) de 5 cm de large sur 20 cm de long, assez mince. Puis on tourne la corde en s'assurant que chaque nouveau tour soit le plus près possible du précédent.

Coté avantage, on peut en trouver partout assez facilement. On peut facilement joindre deux cordes ensemble pour obtenir une surface plus grande de contact. Et il est plus facile de construire nos plaque de cuivre comme ça que par galvanoplastie truc. Enfin coté post kk, ça demande pas d'électricité pour le faire quoi.

Après je suis sur que pour une surface égale, il reviendra moins cher, d'y allez avec des pièce de monnaie et la galvanoplastie. (ses comme ca qu'on dit?)

Alors tarsonis, tu crois que ses une (fausse) bonne idée ???

Édit :

Voici une liste de marque et modèle de corde 99% nickel.

Burns : Bison Vista-Sonic
Dean Markley: Jimi Hendrix Pure Nickel
DR: Pure Blues
Electro-Harmonix: Nickel Wound
Ernie Ball: Pure Nickel
Fender: Original + Original Bullet
GHS: Burnished Pure NIckel + Santana
Gibson: Vintage Reissue + Les Paul Pure nickel Wound + +B.B. King pure Nickel +L-5 Pure Nickel
John Pearse: Jazz Nickel Wound + Electric E Z Bend Nickel Wound
Kendick: Pure Nickel
Newtone: Nickel Masters
Pyramid: Maximum Performance + Nickel Classics
S.I.T.: Power Groove Pure Nickel
Snake Oil Brand: Original Nickel
Thomastic-Infeld: Sliders Blues

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par tarsonis le Ven 26 Nov 2010 - 8:10

Salut !
Amha, bonne idée !
Je l'avais en tête avant les pièces en nickel et la galvanoplastie, mais les seules que j'ai trouvées sont juste nickelées à quelques micromètres d'épaisseur. Mais si tu as déniché d'authentiques cordes en nickel, alors on pourra avancer plus vite et construire d'autres types d'accus avec des formes un peu plus compliquées.
Vis à vis des cordes, tu as une idée du prix au kg ? Avec les pièces de 1F, cela me revenait à environ 25€/Kg....

Pour la forme inerte, je prendrais du plastique, il y en a de nombreux qui résistent à la soude, reste plus qu'à trouver celui qui se travaille le mieux....plein de tests en perspective

Pour la galvanoplastie, ce sera le sujet d'un post entier là dessus

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par argoth le Dim 28 Nov 2010 - 3:41

Au niveau du prix/poid pour l'heure je ne sais pas. Mais je vérifie dès que je peux et j'édite, je devrais être en mesure de te donner la réponse le week end prochain. Je suis persuadé que le cout reviens plus cher en corde de guitare, mais je te dirais avec certitude.

Toute les marques indiqué plus haut sont en 99% nickel, je peux déjà te dire qu'une corde (1 euros) couvre, 1.9 cm par 2.5 cm par 3 ou 4 mm d'épaisseur.

J'ai deux ou trois autres idées, par exemple les veilles voiture avant des bande décorative extérieur le long des portes en nickel. Un petit tour chez les très vieux ferrailleurs devait me donner quelques précisions.

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par tarsonis le Mer 26 Jan 2011 - 15:00

Salut à tous !

J'ai enfin pu trouver une solution "bon marché" pour fabriquer des électrodes de nickel quasi-pur.
Nous parlions précédemment de l'utilisation des pièces de 1F françaises en nickel pur afin de remplacer le manque de fournisseurs de plaques en France (voire en Europe). Le mieux que l'on ait pu trouver étant une électrode de nickel pour galvanoplastie, à un prix exorbitant vis à vis du cours du nickel.
Chaque pièce de 1F (6g), tirée à des millions d'exemplaires n'excède pas 15cts à l'achat.....soit 25€/Kg !

Cependant, deux soucis majeurs se sont posés quant aux pièces de 1F :
- le nickel fond à près de 1500°C
- le nickel est horriblement difficile à souder avec de l'étain classique.

Pendant que je finalisais mon post au sujet de la radio ondes courtes (prochainement), je me suis demandé si l'on ne pouvait pas utiliser du chlorure de zinc (un flux de soudure) afin de pouvoir faire "prendre" notre soudure à l'étain sur du nickel.
Un flux de soudure électronique est un produit qui permet de faire prendre de l'étain en fusion sur les pistes de cuivre, là où elles sont d'ordinaire insoudables.
La soudure neuve en contient naturellement un petit peu au milieu; c'est souvent de la colophane, mais n'est utile que pour le cuivre.
Et bien cela a fonctionné du tonnerre !
Ce n'est pas ce genre de soudure qui "casse" ou se défait à la moindre contrariété, mais bien de l'étain qui est brasé solidement.

De cette manière, en assemblant plusieurs pièces de 1F françaises, nous pouvons réaliser nos électrodes à moindre coût (X * 15cts) !

Je précise à nos chers numismates que les pièces utilisées durant cette expérience ne sont en rien collectionnées (tirées à des millions d'exemplaires), chacune ne valant que quelques centimes.
Pour ceux qui ne résideraient pas en France avec ses fonds de tiroirs remplis de cette ancienne pièce, de nombreuses monnaies étrangères sont en nickel pur...

Voici les éléments utilisés :


- une boite en plastique résistant à la soude
- des cosses étanches. Je ne sais plus de quel appareil elles proviennent, mais on peut en réaliser sans problèmes avec des vis-boulons et une rondelle de plastique (afin d'étanchéifier l'ensemble).
- des plaques de fer doux (2€ 100cm*15cm*1mm), non traité anti-corrosion. Attention, cela rouille en quelques jours à l'air libre ! Il convient de repasser dessus au papier de verre voire à l'acide pour enlever la croûte de rouille.

Elles ont été découpées brutalement à la pince, ce qui explique leur forme folklorique. Les prochains modèles seront débités à la scie
- Autant de pièces de 1F que nous souhaitons faire de plaques : ici 6/électrode.



Pour les matières pastiques qui résistent à l'hydroxyde, nous avons un petit peu le choix :

T24: Résistances chimiques des matériaux plastiques
Les informations sont basées sur notre expérience, mais ne tiennent lieu que d’indication. Un jugement définitif ne pourra être rendu qu’à partir d’essais en conditions réelles.

Concent°CPoly
amide PA 6

Poly
amide
PA 6.6

Poly
amide
PA 12

Polyure
Ethane
Plastique PU

Propylène
PP

Poly
Ethylène
HD-PE

Poly
Ethylène
LD-PE

Poly
styrène
PS

Nitrils
Caoutchouc
butadiène

Soude Caustique

50,00%
20+++++++


Pour réaliser du flux de soudure, on peut soit en acheter un tout fait, soit en fabriquer un soi-même : le chlorure de zinc.
Le produit tout fait (liquide), de grande qualité, a l'avantage de ne pas nécessiter de préparation, mais a le cruel inconvénient d'être périssable avec le temps.
Le "fait-maison" est simple et bon marché, mais demande de faire attention.

Protocole :

Au fond d'un contenant en verre, mettre quelques copeaux de zinc (récupéré de toiture ou de carcasses de piles salines).
Verser un peu d'acide chlorhydrique (1€/L) afin de dissoudre le zinc. Il se dégage un peu de gaz : du dihydrogène, selon la réaction :
Zn(s)   2 HCl(aq) → ZnCl2(aq)   H2(g)
Personnellement, je chauffe un petit peu le mélange (40°C) mais pas trop (sinon, dégagement d'acide) afin d'accélérer la réaction.
Il faut que la réaction ait consommé tout l'acide pour n'avoir que du chlorure de zinc.
Certains font les dosages à la goutte près, mais perso, je mets du zinc en excès, qui reste sous forme de poussière au fond, afin d'être sûr que l'acide ait totalement disparu.


Voilà votre chlorure de zinc, stockable indéfiniment dans un contenant (en verre). Attention, ne pas le jeter dans l'évier ou la nature, c'est polluant, il ne doit pas être ingéré, et surtout manipulé avec précaution (lunettes, gants, et tout le bazar), on ne fait pas du mithridatisme ici !
De nouveau, je ne pourrai être tenu responsable pour un quelconque dommage.

Nos pièces sont collées selon ce procédé :
On applique sur un coton-tige une goutte de flux de soudure, puis on humidifie avec l'endroit du nickel qui sera soudé (sur la tranche). On applique ensuite l'étain, qui va coller immédiatement au nickel.
On peut sans soucis secouer la plaque, si le flux et les soudures ont été bien réalisées, l'ensemble doit tenir sans montrer de signe de faiblesse.

Pour la soudure, je conseille d'utiliser un fer d'au moins 60W. J'ai un peu peiné avec le mien de 30W avec la dissipation de la chaleur causée par la grande surface de nickel.


J'ai également tenté d'isoler l'étain de l'électrolyte en le masquant derrière du plastique fondu. On peut utiliser celui du pistocolle, cela fonctionne très bien, ou bien faire comme ici, en collant à l'aide du fer à souder des morceaux de plastique fondu. C'est du PE-LD, qui résiste à la soude, utilisé majoritairement pour les emballages et porte le sigle "04".



Vue des électrodes de Fer reliées avec soudures isolées :



Et de nos deux séries d'électrodes :



Afin de séparer les plaques, j'ai utilisé du polystyrène, en attendant mieux (le plastique d'une bouteille de soude par exemple)


Vue de notre accu une fois fini :



Les tests :
Plutôt que de partir à la chasse des tensions et moles d'électrons, j'ai souhaité faire entrer ce projet dans le concret.

Pour la charge de l'accu sous 1,85V (+/-10%), j'ai utilisée le panneau solaire de la lampe LED (décrite dans le topic Lampes sans piles). Il délivre 2,5V; je n'ai pas mis de diode anti-retour, ce qui a occasionné en parallèle une petite électrolyse de l'eau en raison de la tension trop élevée débitée par le panneau. Mais c'est comme pour les batteries de voiture : si l'on dépasse la tension max et que l'eau est trop électrolysée, il suffit d'ajouter de temps en temps de l'eau distillée.

Notre accu NiFe délivre une fois chargé une tension de 1,25V, ce qui est insuffisant pour alimenter une LED blanche (environ 3,6V).
Pour cela, j'ai réutilisé le joule-thief présent dans la lampe, qui se "charge de transformer" la tension de l'accu NiMH 1,2V en 3,6V (le bout de circuit imprimé ci-dessus).

Juste avant remplissage de l'accu avec de la soude, on vérifie une dernière fois à l'ohmmètre que la résistance entre les plaques est infinie (pas de court-circuit) :


Charge de l'accu avec le panneau solaire....on profite de la seule éclaircie de la journée, qui a duré pas loin de 4 minutes ! Le mélange se met un peu en ébullition :

NB : baisser la tension de charge à 1,85V lors des prochaines expériences.

Premier test de notre accu !


Les six LEDs blanches ont éclairé ainsi près de 30 secondes.
Lors d'un test à l'ampèremètre, j'ai remarqué qu'il y avait près de 500mA qui sortaient de l'accu ! Ce n'est pas incohérent; chacune des LED consomme 30mA, soit pour six LEDs 180mA sous 3,6V, donc avant le joule thief sous 1,2V près de 540mA !

Ensuite, cela a diminué progressivement pendant une minute pour obtenir ceci :


Avant que l'accu soit pleinement opérationnel, il convient d'effectuer plusieurs cycles de charges/décharges afin de former l'électrolyte.
Résultats supplémentaires d'ici quelques jours !

Je rappelle que mon projet final est de fabriquer un accumulateur Nickel-Fer de 10Ah...cela nécessite la collecte dans mon entourage d'un maximum de pièces de 1F et donc du temps...donc patience
J'ai quasiment fini le tuto de synthèse d'hydroxyde de sodium (et potassium); mais au vu de la dangerosité des espèces chimiques formées (soude, dichlore, perchlorure de fer), je préfère le communiquer par MP.

Bons bidouillages à tous !


Dernière édition par tarsonis le Lun 15 Déc 2014 - 9:42, édité 1 fois

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Re: [Energie] Fabrication d'un accumulateur Nickel - Fer Edison / Batteries

Message par argoth le Mer 26 Jan 2011 - 15:54

Bon, question du nul pour le chimiste fou,

1- J'aurais cru qu'il y aurais 3 plaque de fer pour 3 plaque de nickel. Pourquoi 3 pour 2 ? (oui je me doute que si tu as fait comme ça ses comme ça qu'il faut faire, mais je suis curieux moi ^^)

2- La surface de contact entre les pièce au niveau de la soudure est infime par rapport a la surface exposée. Est-ce que de souder les pièce en les superposant aurait donné un meilleur résultat? Je pense par exemple a placer sur la table une pièce d'un franc, puis tu superpose la suivante d'environ 1 tiers de sa superficie sur l'autre, tu en glisse une en dessous sur environ 1 tiers, ect... Ou bien si ça ne change rien, puisque seul la surface total change et que la soudure n'est la que pour transmettre les courant. Un peu comme les fils qui relie deux plaques, l'une a l'autres?

3 - Quel sont les dimensions de tes plaque, Largeur, hauteur, épaisseur?

4- Quel est la dimension total de ta batterie?

5- Combien de soude ? Avoir eu une batterie un peu plus grande avec un peu plus de soude aurait eu un impact possitif, négatif sur l'expérience?

6- L'espace entre les plaques, a été mesuré selon un calcul précis? (si oui lequel) ou alors au pifomètre? Réduire ou augmenté cette espace pourrait modifié en bien ou en mal la charge maximal de la batterie?

7- Tu as utilisé de la soude, parce que tu arrive a en fabriqué et que la potasse est pas courante chez toi. Est-ce que la potasse aurais eu un meilleur effet sur la charge, sur la durée de vie, ect?

Bon heu... vite comme ça 5 minutes après avoir lu le texte, c'est tout c'est tout ce qui me viens a l'esprit. On verra plus tard, pour un complément.

Désoler si certaine question semble stupide, j,avoue être inculte et de ce fait je cherche dans toute les directions, même les plus stupide.


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