Hallo Zusammen,
interessantes Thema. Wäre schon nett man könnte sich sowas zuhause einfach Zusammenbasteln. Hier habe ich was im kleinen gefunden, mit lade / entlade Test:
https://www.raspberry-pi-geek.de/ausgaben/rpg/2021/08/salzwasser-akku-selbst-gebaut/
Leider nur im kleinen mit Marmeladengläsern und Bleistiftminen.
Hier noch eine interessante Beschreibung:
"Die "Salzwasserbatterie" wird im Englischen als Aqueous Hybrid Ion (AHI) Battery bezeichnet. Die Kathode besteht aus Lithium-Manganoxid, die Anode aus Kohlenstoff ("activated carbon"), der Separator aus Baumwollvlies und der Elektrolyt aus Salzwasser auf Basis von Natrium-Sulfat."
Leider bin ich "nur" Elektroniker. Im Chemieunterricht wurde zwar mal das Thema Batterie Zellen/Spannungen durchgenommen und anhand der Elemententafel geschaut, was da so möglich ist. Diese Grundlage fehlt mir hier bei dieser Diskussion.
Wenn man nach im englischen sucht findet man die eine oder andere wissenschaftliche Publikation die auch in die Tiefe geht: z.B.:
Hier ist eine sehr interessante Tabelle:
| type | material | synthesis | electrolyte | electrochemical performance | ref |
|---|---|---|---|---|---|
| LTMO | P2-Na2/3Fe1/2Mn1/2O2 | solid state | 1 M NaClO4 in PC + FEC | 190 mAh g–1 (12 mA g–1, 1.5–4.3 V), 79% (30 cycles), 1C = 260 mA g–1 | (5a) |
| O3-Na0.9Cu0.22Fe0.3Mn0.48O2 | solid state | 0.8 M NaPF6 in PC + 2 vol % FEC | 100 mAh g–1 (0.1C, 2.5–4.05 V), 97% (100 cycles), 1C = 100 mA g–1 | (6) | |
| Al2O3-modified P2-Na2/3Ni1/3Mn2/3O2 | coprecipitation | 1 M NaPF6 in PC | 142.6 mAh g–1 (0.05C, 2.3–4.5 V), 54.29% (100 cycles) | (7) | |
| hierarchical columnar NaNi0.6Co0.05Mn0.35O2 | coprecipitation | 0.5 M NaPF6 in EMS/FEC (98:2 v/v) | 157 mAh g–1 (0.1C, 1.5–3.9 V), 84% (100 cycles), 1C = 150 mA g–1 | (11) | |
| P2/P3-Na0.78Cu0.27Zn0.06Mn0.67O2 | sol–gel | 1 M NaClO4 in EC/PC (1:1) | 84 mAh g–1 (1C, 2.5–4.1 V), 85% (200 cycles) | (12) | |
| Na2RuO3 | thermal decomposition | 1 M NaPF6 in EC/DEC (1:1 v/v) | 180 mAh g–1 (30 mA g–1, 1.5–4.0 V), 89% (50 cycles), 1C = 150 mA g–1 | (13) | |
| polyanion | polythiophene-modified NaFePO4 | in situ polymerization + sodiation | 1 M NaClO4 in DEC/PC/EC (1:1:1 v/v) | 142 mAh g–1 (10 mA g–1, 2.2–4.0 V), 94% (100 cycles) | (15a) |
| maricite NaFePO4 | low-temperature solid state | 1 M NaPF6 in EC/PC (1:1 v/v) | 142 mAh g–1 (0.05C, 1.5–4.5 V), 95% (200 cycles) | (15b) | |
| Na4Fe7(PO4)6 | spray-drying | 1 M NaClO4 in EC/DEC/FEC (1:1:0.5 w/w) | 66.5 mAh g–1 (5 mA g–1, 1.5–4.2 V), 100% (1000 cycles) | (16) | |
| Na3V(PO3)3N/NGO | freeze-drying | 1 M NaClO4 in EC/PC (1:1 v/v) + 5 vol % FEC | 78.9 mAh g–1 (0.1C, 3.0–4.25 V), 100% (100 cycles), 1C = 80 mA g–1 | (17) | |
| Na3V2(PO4)2F3 | carbothermal reduction | 1 M NaClO4 in PC | 111.6 mAh g–1 (0.091C, 1.6–4.6 V), 97.6% (50 cycles) | (18) | |
| alluadite Na2Fe2(SO4)3 | low-temperature solid state | 1 M NaPF6 in EC/DEC (5:5 v/v) | 100 mAh g–1 (0.05C, 2.0–4.5 V), 91% (30 cycles) | (19a) | |
| eldefellite NaFe(SO4)2 | low-temperature solution route | 1 M NaClO4 in 10% FEC in PC | 80 mAh g–1 (0.1C, 2.0–4.0 V), 79% (80 cycles) | (19b) | |
| Na4Fe3(PO4)2P2O7 | solid state | 1 M NaClO4 in PC | 129 mAh g–1 (0.025C, 1.7–4.3 V), 86% (100 cycles) | (20a) | |
| Na3.1V2(PO4)2.9(SiO4)0.1 | sol–gel | 1 M NaClO4 in PC + 5 vol % FEC | 109.4 mAh g–1 (0.2C, 2.3–3.9 V), 98% (500 cycles) | (20b) | |
| PBA | Na1.92Fe2(CN)6 | solution and washing based route | 1 M NaPF6 in EC/DEC (1:1 v/v) + 5 wt % FEC | 157 mAh g–1 (10 mA g–1, 1.5–4.5 V), 80% (1000 cycles), 1C = 150 mA g–1 | (22) |
| Na2Mn0.15Co0.15Ni0.1Fe0.6Fe(CN)6 | modified coprecipitation | 1 M NaClO4 in EC/DEC (1:1 v/v) + 8 vol % FEC + 1 wt % AlCl3 | 117 mAh g–1 (0.1C, 2.0–4.0 V), 81.1% (500 cycles), 1C = 170 mA g–1 | (23) | |
| Na1.58Fe[Fe(CN)6]0.92 nanosphere | hydrothermal | 1 M NaPF6 in EC/PC (1:1 v/v) + 5% FEC | 142 mAh g–1 (17 mA g–1, 2.0–4.2 V), 90% (800 cycles), 1C = 170 mA g–1 | (24) |
Quelle: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsomega.1c05794
Und dann die Frage wie weit kann man das mit Leistungseinbußen auch im Hobby Keller umsetzten: Gbit es ein Metall von der Rolle (Alu, Kupfer, ...) welches sich in großen Flächen z.B. Galvanisch beschichtet werden kann. Oder ggf. über ein Lack beschichten. Also was in großen Mengen einfach umgesetzt werde kann.
Das gleiche natürlich für die Anode.
Und dann die Frage wie bekommt man das ganze auf einen größeren / günstigen Aufbau?
z.B. ein kleines Maischefass 60L als Gehäuse (PE), ein Drainagefließ / Trennvlies aus dem Gartenbau (PP)
Hat schon jemand eine Zelle im kleinen Aufgebaut und mal getestet?
Gruß
Kleiner Nachtrag, hier hat wohl schon jemand was gebaut:
I have been playing around with sodium-ion battery's as well , very similar to the salt battery's I have buried in the ground inside 90mm stormwater pipes with carbon anode + Manganese cathode rolled over stainless steel mesh collector
as I am not too concerned with storage space or capacity , can always post hole drill more holes and sink more pipes into the ground think it was only ~$100 per cell to make
they do seem to have pretty good charge / discharge cycles and have not noticed a capacity change over the last few years , tho mine are under light loads 1kw 30A 48v solar charger running 100w air pumps 24/7 and 26x banks
https://diysolarforum.com/threads/sodium-ion-batteries.37549/post-631592
Leider keine weiteren Infos dazu 🙁
Kleiner Nachtrag, hier hat wohl schon jemand was gebaut:
I have been playing around with sodium-ion battery's as well , very similar to the salt battery's I have buried in the ground inside 90mm stormwater pipes with carbon anode + Manganese cathode rolled over stainless steel mesh collector
as I am not too concerned with storage space or capacity , can always post hole drill more holes and sink more pipes into the ground think it was only ~$100 per cell to make
they do seem to have pretty good charge / discharge cycles and have not noticed a capacity change over the last few years , tho mine are under light loads 1kw 30A 48v solar charger running 100w air pumps 24/7 and 26x bankshttps://diysolarforum.com/threads/sodium-ion-batteries.37549/post-631592
Leider keine weiteren Infos dazu 🙁
Also ich habe mir das jetzt noch ein paar Mal durchgelesen und er schreibt ja hier von salz Batterien, die in Wasserrohren im Boden vergraben sind.
Als Grundlage scheint ja Mangan und Graphitpulver zu dienen, welches über Edelstahlnetze gestreut wird und mit Baumwolltüchern aufgewickelt.
Jetzt habe ich dieses Video gefunden:
Was meinen die Chemiker könnte das Funktionieren:
- Mangandioxid (MnO2)
- Graphitpulver (C)
- Magnesiumsulfat-Lösung (Epsom salz) oder besser Natriumsulfat-Lösung (Glaubersalz) (siehe oben)
Werde mal schauen ob ich mir auch wie oben mal im Marmeladenglas was zusammenbasteln und ein paar Messungen anstelle.
to get
Graphene seems to be the go to electrode these days Low grade ~$75 / kg High Grade ~$300 /kg
and apparently mine that was made from carbon powder are now over a decade old first one made in 2009 last one built 2013
I believe the newer ones had fluorine added
Quelle: https://diysolarforum.com/threads/sodium-ion-batteries.37549/page-2#post-631592
Sehe ich das richtig das hier Graphitpulver gemixed mit "Fluorine" verwendet wurde? Das naheliegendste wäre hier Fluoride ?Salz? - was gibt es hier, womit man gefahrlos arbeiten kann?
Hallo
Ich versuche dies gerade im Rahmen meiner Maturaarbeit und stosse schon gegen einige Hindernisse. Dies kann sein, da ich sonst noch unerfahren bin, Arbeiten zu schreiben oder da mir das nötige Wissen in der Physik und Chemie fehlt. Ich habe es jedoch geschafft, dass die "richtige" Reaktion (Redox) abläuft, jedoch bin ich an einem Punkt, bei welchem die Leistung der Batterie noch weit ungenügend ist (1,5V), um beispielsweise ein Handy zu laden.
Ich habe bis jetzt mit Zink und Kupfer als Elektroden gearbeitet und als Elektrolyt eine Natriumchlorid und Kaliumchlorid Lösung genutzt. Ich habe zwar herausgefunden, dass sich Manganoxid als Kathode besser eignet als Kupfer, da dieses mit der Zeit korrodiert. Ich versuche gerade mit Benzotriazol das Kupfer vor der Korrosion zu schützen. Ich muss noch warten, wegen einem laufenden Experiment, ob dies funktioniert.
Ich habe zudem Parallel-Schaltung und Serien-Schaltung versucht, was keinen grossen unterschied zeigt.
Hätte jemand einen Vorschlag, wie die Batterie die Spannung V und Kraft A länger speichern kann? Ich habe nach Manganoxid nachgefragt, gibt es jedoch im Schullabor nicht.
Grüsse
Ich habe zudem Parallel-Schaltung und Serien-Schaltung versucht, was keinen grossen unterschied zeigt.
wie hast du denn die Serienschaltung gemacht? im gemeinsamen Flüssigbad ?
Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.
SOC ist ein NTCV Parameter
Ich habe zudem Parallel-Schaltung und Serien-Schaltung versucht, was keinen grossen unterschied zeigt.
wie hast du denn die Serienschaltung gemacht? im gemeinsamen Flüssigbad ?
Die Elemente welche in Serie geschaltet werden sollten nicht in der selben Lösung schwimmen (Ionenaustausch)
Und Achtung bei Zink-Cu (das wird eine Primärzelle, oder zumindest ein DC-Offset von den elektrochemischen Spannungsreihen)
Die Elemente welche in Serie geschaltet werden sollten nicht in der selben Lösung schwimmen (Ionenaustausch)
Genauso ist das. Und wenn seine Serienschaltung nicht funktioniert hat, könnte das der Grund sein.
Ich bin kein Amateur, aber ich lerne trotzdem noch.
Bürokratie schafft man nicht durch neue Regeln oder Gesetze ab.
SOC ist ein NTCV Parameter
Bei der Ebaysuche habe ich folgende Anzeige gefunden. eBay-Artikelnr.:195801168410
Ich mach mal ein Screenshot, da die Anzeige nicht ewig vorhanden sein wird.
Also wenn die Anlagen von Greenrock keine 2 Jahre überleben, sehe ich da wenig Hoffnung auf einen Eigenbau.
9,99KWp Yingli 270W Ost/West, SMA9000TL-20
2,7KWp Axitec AC-300M, Victron BlueSolar 150/60-Tr
4,235KWp an Hoymiles
48 x 280Ah Lifepo4 EVE Cell, REC BMS
3 Victron MP2 5000
Panasonic Aquarea 9KW Split
Vectrix VX-1
Smart Forfour EQ
Bei Instructables gibts eine anschauliche Anleitung:
DIY Rechargeable D-Cell Battery From Aluminum Foil
Ich benötige einen günstigen Selbstbau-Speicher vorher werde ich kein Fotovoltaik aufbauen.
Mal sehen was die Zukunft bringt.
Beste Grüße
woodmarq
@voltmeter die Energiedichte spielt eine Rolle, wenn du einen Laptop, Handy oder Auto betreiben willst. Es gibt Anwendungen in denen das überhaupt keine Rolle spielt. Als Batterie für ein Haus, machst du den Keller einen Meter länger... Für eine Familie braucht es übrigens keine 10m3 Für ein Auto reicht der Platz immer oder jetzt überall
Bei Instructables gibts eine anschauliche Anleitung:
DIY Rechargeable D-Cell Battery From Aluminum Foil
Was der Ersteller schreibt, ist teilweise Unfug. Stromleitung in Elektrolyten erfolgt durch Ionen, also geladenen Atomen. Nicht durch Elektronen wie in Metallen und Halbleitern. Zitat: "The membrane in between the two halves allows electrons and carrier ions like sodium and chlorine to flow and balance, while keeping the copper/iron electrons away from the metallic aluminum."
Yo da wäre ich auch bei euch, und wenn platz kein Problem macht, dann um so mehr.
Ich bin die Fraktion, die eine poolheizung aus Schnittgras gemacht hat 😂
Icb Container Salzwasser und Elektroden, kann ich besorgen, nur der Aufbau...
Ich hänge mich mal an den Thread.
Yo da wäre ich auch bei euch, und wenn platz kein Problem macht, dann um so mehr.
Ich bin die Fraktion, die eine poolheizung aus Schnittgras gemacht hat 😂
Icb Container Salzwasser und Elektroden, kann ich besorgen, nur der Aufbau...
Ich hänge mich mal an den Thread.
Wer heutzutage einen Speicher für seine Solaranlage bauen will, sollte zu Lithiumeisenphosphat-Akkus greifen und sich auf die Steuerung beschränken. Eine einzelne Zelle des chinesischen Herstellers EVE mit 3,2 V und 280 Ah kostet zwischen 100 und 270 €. Die Zellen gibt es in unterschiedlichen Qualitätsstufen, für die A+ werden 6000 Entlade/Ladezyklen angegeben. 3,2V * 280 Ah sind 0,896 kWh. Bei 150 € je Zelle (bei einem deutschen Händler) hat man Kosten von 167 € Link entfernt ... 167 € je kWh
Natürlich braucht man noch ein Batteriemanagementsystem (BMS), das u.a. mehrere in Reihe geschaltetet Zellen "balanciert" und auch ein Ladegerät, das für LiFePO4 geeignet ist. Aber trotzdem sind die Gesamtkosten deutlich geringer als 1000€/kWh, die bei den Salzwasserakkus von BlueSky oder USP Austria genannt wurden Link entfernt
Im Idealfall wird eine PV-Anlage tagsüber die Akkus laden und abends entladen die wieder beim Versorgen des Hauses. Das macht dann 6000/365 = 16,4 Jahre Lebensdauer. Die Lade/Entladerate beträgt 1C, also 280 A. Deutlich mehr als käuflichen Salzwasserakkus.
Wer heutzutage einen Speicher für seine Solaranlage bauen will, sollte zu Lithiumeisenphosphat-Akkus greifen und sich auf die Steuerung beschränken.
Die Idee für den Thread lag darin, einen großen Akku mit DIY-Mitteln selbst zu bauen. Dass es mit einem LiFePo4-Akku leichter geht, liegt auf der Hand.