Iron charge/discharge battery
We made an iron battery by hardening charcoal sponge with agar.
I made an iron air battery in March this year, so I improved it and tried again.
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The black charcoal agar turned reddish brown.
The discoloration must have been caused by the doping of the iron entering the agar.
The area is approximately 25 square centimeters.
Just over 3 cm✕8 cm.
The battery voltage is 700 millivolts instantaneous maximum,
400 millivolts during normal operation.
The voltage drops to 200 millivolts when current is applied.
The maximum discharge current is 0.5 milliamps.
The discharge current is normally 0.3 to 0.2 milliamps.
The discharge current is not stable and drops.
Discharge current is about 0.015 milliamps per square centimeter.Low.It seems to be lower than the aluminum air battery I made myself.Is this a fundamental problem because iron does not melt as easily as aluminum?
The advantage of iron batteries is their cost performance.Since no special materials are used, they are indeed cheap.From the top of the photo showing the construction: charcoal sponge, paper, stainless steel mesh, paper, charcoal sponge, and copper foil plate.
Charging is from 300 mA to 550 mA at 3.0 volts constant voltage for 250 seconds, with the current increasing in the second half. 60 mA flows when charging at 1.3 volts.
Charging is difficult with aluminum air batteries, so the ease of charging is an advantage of iron batteries.
In charging iron electrodes, the iron is moved to the negative side.
Iron acetate is reduced to metallic iron, or
Iron ions enter the charcoal sponge agar.
The iron in the agar during charging,
rusted and oxidized during discharge, appearing reddish brown.
The charcoal sponge agar is wrapped with rubber to match the electrode.Tried to charge each of the poles below the liquid surface separately at the intermediate electrode.
The ingenious point is to change the orientation of the battery vertically and horizontally.Although this requires more work, it is easier in terms of materials.
During discharge, we plan to stand the battery upright and immerse it entirely in the electrolyte solution.
The iron-air battery seems to work well enough.
The copper electrode does not work.Copper can be oxidized and dissolved during charging, but it cannot be reduced and deposited with air.It is impossible to parallel an iron-air battery and a copper-air battery.A different device is needed.
Iron is minus 0.4 volts
Copper has a standard potential of plus 0.3 volts
between these two electrodes would result in a battery with a voltage of 0.7 volts.
In fact, without the copper electrode working
0.4 volts on the iron electrode
0.0 volts on the hydrogen electrode
I estimate that a voltage of 400 millivolts was produced between the
The current value is too small and we want to improve the carbon electrode.
【鉄充放電電池】炭スポンジを寒天で固めて鉄電池を作りました。
今年3月に鉄空気電池を作ったので改良して再挑戦。
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黒い炭寒天が赤茶色に変わっていました。
鉄が入り込むドーピングが出来て変色したのでしょう。
面積はおよそ25平方センチメートル。
３センチ✕８センチ強。
電池電圧は瞬間最高が700ミリボルト、
通常時400ミリボルト。
電流が流れると電圧は200ミリボルトまで下がる。
放電電流は最高0.5ミリアンペア。
通常0.3から0.2ミリ。
放電電流は安定せずに、さがる。
放電電流は１平方センチ当たり0.015ミリアンペア程度。低い。自作のアルミ空気電池より低いようだ。アルミより鉄は溶けにくいから原理的な問題なのか。
鉄電池はコスパがメリットだ。特別な材料は使わないから、たしかに安上がりに出来てる。構造を示した写真の上から炭スポンジ、紙、ステンレスメッシュ、紙、炭スポンジ、銅箔板。
充電は3.0ボルト定電圧で300ミリアンペアから550ミリアンペア。250秒、後半に電流が上がっていく。1.3ボルトで充電すると60ミリアンペア流れる。
充電はアルミ空気電池では難しいので、充電しやすいのは鉄電池のメリットだ。
鉄電極の充電ではマイナス側にして鉄を動かす。
酢酸鉄が還元されて金属鉄になる、または
炭スポンジ寒天の中に鉄イオンが入り込む。
充電時に寒天の中に入っていた鉄が、
放電時に錆びて酸化して赤茶色に見えた
炭スポンジ寒天をゴムで電極と合わせて巻いてある。中間電極で液面下側の極をそれぞれ別々に充電しようとした。
電池の上下縦横の向きを変える点に工夫がある。手間は増えるが素材材料面は楽になる。
放電時には立たせて全体を電解質液に浸す予定。
鉄空気電池は十分に働いているように思う。
銅電極は働かない。銅を充電時に酸化して溶けたすことは出来ても、空気で還元析出するのは無理だ。鉄空気電池と銅空気電池を並列化するのは無理だ。別の工夫が必要だ。
鉄はマイナス0.4ボルト
銅はプラス0.3ボルト
の標準電位で、この２つの電極間なら0.7ボルトの電圧の電池になる。
実際には銅電極が働かないで
鉄電極の0.4ボルト
水素極の0.0ボルト
との間で400ミリボルトの電圧が出ていたと推測している。
電流値が小さすぎるので炭素電極の改善したい。