銅めっきの原理と実験的な作製法の紹介、サンポールめっき、エレクトロニクス向けめっき

めっきという金属の薄い膜を作る技術が、エレクトロニクス分野で多く使われていることを知らない人へ向けてめっきの力と原理を語ります。
めっきは薄い膜を化学溶液を使って作る技術なので、設備は大規模ではなくて、省エネルギーでできます。
ただし、めっき液には化学薬品や金属がイオンとしてたくさん含まれているので、
リサイクル管理する必要があります。簡単には捨てられません。

めっきの原理とは簡単に言うと電気の力で、水に溶けた金属を元の金属に戻すことです。
電気の力というのが、単純に電極を入れてマイナスの方へ金属プラスイオンが集まって析出する、っていうものから、
めっき液中に電気的に還元する力のある薬品を入れておく方法とかがあります。

めっきは電気の力で進みます。ここがポイントです。

めっきは金属のイオンが金属になるときに電子をもらって還元されます。
このときに金属の原子の並び方、粒子の並び方がめっきの性質を左右します。

ニッケルや銅はめっきでつける一番ありふれた金属です。
ここでは、銅めっきを解説します。

めっきは化学めっきと電気めっきに大別されますが、まずはより単純な電気めっきを説明します。
電気めっきは銅を溶かした溶液をめっき液として、液に電極を入れて電気を流すと、マイナス極へ銅は析出します。

銅を溶かすっていうのがちょっと一般には馴染みが薄いと思います。
金属の銅である十円玉をぴかぴかにする方法ってよく知られています。
家庭にあるタバスコなどの調味料などを使ってぴかぴかにします。
その時になにが起きているか考えると、銅の表面が溶けていることが多いです。

もっと銅を溶かすならサンポールなどの塩酸系トイレ洗剤のなかで銅に電気を流します。
マイナス側に銅が析出するので、プラス側にしてあげると、銅が溶けだして青っぽい溶液が出来ます。

これでも銅の溶けた溶液はできるには出来るのですが、もっと簡単に濃い銅めっき液を作るには
硫酸銅を買ってきて水に溶かします。
硫酸銅はめっきに使うと言って、薬局で売ってもらえます。
小瓶で700円ぐらいです。取り寄せてくれる薬局を探してみてください。
銅めっきのいいところは、色が銅の色で美しくてわかりやすいことですね。

一般的な銅めっき液は、硫酸銅と硫酸を純水に溶かして、調整に添加剤を入れます。
これは塩化物イオンと有機物の組み合わせが多いです。
めっき液は60度ぐらいに温めてかきまぜながらめっきすることが多いです。

実験室レベルなら、めっきの中に磁石を入れて、磁石を回転させてかき混ぜます。

厳密にやるなら、溶存の酸素や二酸化炭素の量や添加剤の種類と量に注意します。
まずは、簡単にめっきしたいだけなら、硫酸銅溶液を作って電気を流せば、銅の析出つまりめっきができます。

自家製のめっきでも純粋な銅であることに変わりはないので、食器や鍋などにもめっきできるんですが、

ぴかぴかにめっきするのは意外と難しいんです。
銅の色にはなるんですが、すぐ曇ったり焦げたりします。

食器などを銅めっきするのはやったことはありません。
エレクトロニクスに使うのを卒業論文で研究していたのが、きっかけで銅に興味を持ったんです。

銅めっきは簡単にできますが、薬品の後処理に困るのでお勧めはしないです。

以上、銅めっきの原理と実験の概要をお話しいたしました。

アルミ空気電池とアルミ銅電池 自作

アルミニウム空気電池は、 簡単に自作できる教材としては優れているが、 アルミニウム金属を材料とする点で、 電気を効率よく貯めているとは言えないようだ。 アルミニウム空気電池の副産物であるアルミニウム水酸化物などを 回収して金属アルミニウムに戻すのに電気が大量に必要だからという理由がある。 二次電池化して充電できるアルミ空気電池電池も一部開発されているようだが、 高度すぎて真似できない。 電圧を上げようとするのは材料的に難しい。 電流を上げるためには、シャープペンシルを使っている限り炭素の表面積は一定である。 アルミニウムの表面積を増やすことがカギになると思って、 アルミをたくさん使ってみても電流は伸びない。 炭素棒ではなく、銅箔を正極にする方が 電流は多く流れる。 つまり、アルミ空気電池よりもアルミ銅電池の方が、電流が稼ぎやすい。 １）硫酸銅と塩酸の溶液に亜鉛と銅箔を突っ込んで電池にすると、銅が正極の電池になる。 ２）硫酸銅と塩酸の溶液にアルミ箔と銅箔を突っ込んで電池にすると、銅が正極の電池になる。 ３）硫酸銅と塩酸の溶液に炭素（シャープペンシル芯）と銅箔を突っ込んで電池にすると、銅が負極の電池になる。 ４）硫酸銅と塩酸の溶液に炭素（シャープペンシル芯）とアルミ箔を突っ込んで電池にすると、アルミ箔が負極の電池になる。 以上の電池を酸化還元電位を基にまとめると、 アルミ、－１．６ 亜鉛、－０．７ 水素、０　標準水素電位（Ｖ) 銅、＋０．３ ヨウ素、＋０．５ 酸素、＋１．２ という文献値がある。 ＋Ｃｕ／Ｚｎ－（１．０Ｖ） ＋Ｃｕ／Ａｌ－（１．９Ｖ） ＋Ｏ２／Ｃｕ－（０．９Ｖ） ＋Ｏ２／Ａｌ－（２．９Ｖ） という電池特性を計算上はもつ。 銅は正極になったり負極になったりするが、 アルミは常に負極です。卑金属だからね。 昨日は、空気アルミ電池が電圧を稼ぐときには一番いいと思えたけれど、 電流が欲しいときには、電極面積が大きくしやすいアルミ銅電池もいいね。 素焼きで仕切ってるとダニエル電池風で電圧が稼げる。 仕切らずに溶液で電池を組むとボルタ電池風で簡単。 電解液でティッシュを湿らせて電極で挟み込むことも簡単に乾電池風にできます。 酸化剤であるＨ２Ｏ２を電解液に混ぜるのが、簡単にできる電流アップ法。 http://sai.ooiso.net/r19/990818/000.html 備長炭と銅で実測０．４８Ｖ 備長炭とアルミで実測０．９８Ｖ 銅とアルミで０．５１Ｖ というデータが載ってました。 電圧は、アルミ空気が一番大きいというのは理論とも私の実験とも一致してます。 電解質では、ＯＨ－とＨ＋は特に大きな働きをします。 中性とアルカリ性と酸性では、輸率変わります。 中性でもっとも低くなって、電流が流れにくいです。 銅アルミ電池では食酢や塩酸では電流値が大きくなります。 銅が析出してアルミが溶けるという単純な機構を考えると、 酸によってアルミが溶けやすくなるんでしょうね。 アルミを溶かすには出来たら酸化性の酸にしたいところです。 これもＨ２Ｏ２を加える理由でしょう。 両性金属のアルミを溶かすには、アルカリにする方法もあります。 電解液にＫＯＨ，ＮａＯＨを使うのもアルカリ電池としていいのかもしれません。 アルカリの方が扱いが難しいので、 酸性電池を作る方がよさそうですね。 いずれにしてもｐＨが７から遠いところで電解質が働きやすいというのも 電池特性と関係してますね。 2023年3月 寒天で炭素粉と塩水を固めて電池自作していた。

鉄の媒染液をカイロの中身の粉から作ってみた★鉄電池へ応用したい

 ★鉄の媒染液の作り方を調べた。

https://note.com/oisi_sensyoku/n/n6d4fc8b7adf5

錆の付いた鉄くぎを酢で煮込むと黒い汁になるから、それをコーヒーフィルターでろ過すると鉄の助染液【媒染液】ができる。

★媒染液とは

 鉄の媒染液とは草木染など自分で染め物をする人ならご存じだろう。染料と一緒につかうことで染めやすくなる液体だ。

★酢酸鉄

化学で言うなら酢酸鉄が媒染液の主な成分になるはずだ。酢酸鉄は粉末では錆の茶色だが、水に溶かすと淡い緑の液体になると書いてある。茶色の媒染液は酢酸鉄がイオン化していないで小さな粉体が液体に浮いているようなコロイド液だろう。

★媒染液の用途

鉄の媒染液は染料で繊維を染めるときの助けをすることに使う用途がほとんどだ。玉ねぎの皮のゆで汁やコーヒーで草木染するとうっすらとしか染まらない。この鉄の媒染液を併用して染めるとしっかり染まって洗っても染料が落ちにくくなる。

https://tsugiiro.com/fe-iron-mordant-cu-copper-mordant/

★繊維と媒染液の化学と電子

繊維はタンパク質で窒素部分が電子を多く持つ。そこに染料が吸着することでしっかり染まる。電子の多い部分はマイナスだ。プラスが多い部分があると吸着結合しやすい。玉ねぎやコーヒーだけでは電子の少ない部分、プラスの部分があまりない。

だから鉄イオンを併用する。鉄はプラスのイオンになって染料のマイナス部と繊維のマイナスを橋渡しするように結び付けて染料で染まりやすくしているのだろう。

https://www.mukogawa-u.ac.jp/~ushida/chem.htm

★銅でもOK

鉄以外にもアルミや銅の錆も媒染液として使えるらしい。鉄さびが一番身近で使いやすい。

★お歯黒にも使える

お歯黒で鉄さびを塗る風習があった。安全面もそれなり証明できているのだろう。既婚女性が鉄分が不足するのを補うように歯に鉄を塗ったのか、未婚女性を区別するために塗ったのか定かではないが、日本で１５０年ほど前にはよくある風習だった。

★オリジナルな方法で媒染液自作

この鉄の液を、自作してみた。錆びた鉄釘を探すよりも身近な使用後のホッカイロの中身を酢で煮た。その後、フィルターでろ過した。液は既報とおなじ茶色い液だ。フィルターに残った錆は固まりかけた鉄さびの粉末のようだ。

★カイロの粉末から自作媒染液を作ってみたら

一部、黒茶色以外の明るい色の粉末が見られる。またホッカイロには鉄の粉末以外にも複数の成分が入っている。その影響だろうか。

ろ過した後の鉄の液は瓶に入れて保管しているが室温で変化は見られない。加熱、バブリング、太陽光などをしたら少しは変わるだろうが、今回はその予定はない。

★鉄めっきができるか？

この鉄の黒い液を使って、鉄めっきをしてみる予定だ。電極を入れてマイナス側に鉄が析出する様子を見る。今回は50ミリリットル程度しかないのでもう少し繰り返して500ミリLほど作る。

★鉄めっき

鉄めっきを作るが普通のめっきのようなピカピカの光沢面は期待していない。光沢めっきはむずかしいのだ。めっきは一般的には鉄の錆止めのクロムめっきか、金や銅めっきなどの貴金属を薄く表面につける。鉄をめっきするのはほとんどの場合、磁性めっきの一部だ。磁性を活かすのだから精密めっきで光沢よりもさらに高度なめっきだ。今回は磁性めっきでもない。

https://www.f.waseda.jp/osakatets/contents/contents.html

★鉄電池を作る

鉄電極を作って銅電極と合わせて鉄・銅電池を作る予定だ。鉄と銅だけでは単純なのだが、鉄電極を鉄の液からのめっきで作る点が少し珍しい。銅は銅板にしておく。

★鉄電池の対極は？

また銅電極と鉄電極の間を仕切るのはキッチンペーパーだ。電解液は、この黒い鉄の液に酢を加えたものプラスアルファだ。銅の代わりに備長炭を使うと鉄空気電池になる。

http://www.chem.yamaguchi-u.ac.jp/research-achievement.html

★鉄・銅電池

鉄・銅電池を電解液で作るなら、仕切りの膜はキッチンペーパーだけでは足りなそうだ。一般的にはイオン交換膜を使うことが多いらしい。鉄空気電池でも鉄・銅電池でも鉄電極側は似ているはずだ。鉄を析出させる鉄めっきが充電で、鉄が溶けてイオンになる反応が放電だ。放電で溶けた鉄イオンが電解液に流れ出すらしい。鉄・銅電池は超古代の電池といわれている。

https://www.osaka-kyoiku.ac.jp/~hiroakio/2008/08ko-038.html

★空気電極

炭素電極側が空気電極であると放電時に炭素中に入り込んだ酸素が作用するらしい。この空気電極が難しいらしい。空気電極は軽いイメージだが、炭素に貴金属触媒を加えるので高価になる。

★炭素電極

炭素電極を空気極ではなく銅電極を芯にした銅・炭素電極にしてみたい。銅は貴金属で水素より貴な電位だが、空気電極の酸素よりは起電力が低くなるはず。空気電極は実際には、酸素の電位が出ない。理由は不明で二酸化炭素や仕切り膜からの液漏れなどが疑われている。空気電池は作るのは簡単でもサイクル特性など電池としての性能を追求するのは難しい。私は自作の空気極が無理だとあきらめている。

https://yamlab.net/2204211551/

★鉄・炭素・銅電池

放電で鉄電極から溶けた鉄イオンが備長炭や炭素粉を固めた炭素電極の炭素の隙間に入り込む電池がある。鉄イオンが鉄電極と炭素の間を行ったり来たりする電池になる予定だ。銅イオンも銅板と炭素の間をいったりきたりするはずだ。

鉄は硫黄やリンと複合させると脆くなる。鉄電池として使うと硫黄やリンによって析出溶解のサイクルが安定すると予想している。

https://rdreview.jaea.go.jp/review_jp/2009/j2009_12_1.html

★自作媒染液のもうひとつの使い道

ついでに染色もやってみる。コーヒー染めが一番簡単だと思う。古い白マスクでも染めてみるか。

★真似する人はいないとおもうが、やるなら気を付けて。

第四類危険物を中心に身近な化学の英語を語る

危険物について、日常生活との接点を英単語と共に紹介します。

危険物の第四類はガソリンを中心とした燃える液体リキッドを扱います。

試験問題を解く。
プロブレムをソルブする。
解く、溶くは（とく）という日本語に漢字を当てはめて使い分けてます。ほぐすという意味で、問題の謎を解く。水に塩を溶かす。漢字は違っても英語はソルブ。解決をソリューション。溶液もソリューションと言います。食塩はソルト。サラリーマンのサラリーは塩ソルトと語源が近い。

プレッシャー、ストレスは職場での環境が悪くて居心地が悪いような意味合いでも使います。プレッシャーは圧力でストレスは応力と訳します。圧力は面積当たりの力ですね。

圧力は大気圧が身近。空気が押す力で、水銀を７６センチ、水を10メートル押し上げます。
台風が950ヘクトパスカルって言えば大気圧が低い強い低気圧って分かります。1013ヘクトパスカルが1気圧。
ヘクトパスカルのヘクトは単位のキロやマイクロの仲間です。キロは1000、メガが10の6乗。ミリが0.001でミクロンが10のマイナス6乗。ナノがマイナス9乗。その十分のイチをオングストロームÅという。Åが化学の中で一番小さい単位だな。物理ならもっと小さいかも。

10メートルで1000ヘクトパスカルってきっかりでないのは、単位の決め方のせいです。
長さの単位は古くは人間の身体の大きさから、新しくても地球の大きさから決めました。重力加速度の大きさは9.8っていう中途半端な数字が出ます。

大気圧は水の柱の高さと重力加速度から計算して1013ヘクトパスカルっていう中途半端な数字が1気圧です。

大気圧はアトモスフィア、雰囲気のこともアトモスフィアって言います。雰囲気って周りのガスのことで、窒素雰囲気とか水素雰囲気とか言います。

単位面積当たりとか、単位体積当たりで比べるっていうのもよくあります。

空気より軽いと上に行くし、重ければ下に貯まる。
水より重ければ沈むのと一緒ですね。

密度デンシティーは体積当たりの重さで、濃く充実した事をデンスとも言います。
水のデンシティーと比べて比重を出すと浮くか沈むか分かります。比重はスペシフィック　グラヴィティ。グラヴィティは重力のＧです。スペシフィックはスペシャルと似てます。特別と似てる特有の値みたいな意味です。

密度はグラム毎立方センチメートル、英語だとグラム　パー　キュービック　メータ。
面積当たりを言う時はグラム　パー　スクエア　センチメータ。
メータよりミータって発音すると英語っぽい。


燃えるのは酸化の一種です。酸化はオキシデーション、酸素がオキシゲン、Ｏが酸素の記号です。水素はハイドロゲンでH。

酸素が付くのでオキシデーション。
酸化のカは加える加と音が一緒で、還元の元が減少の減と音が一緒です。
還元はリダクション。レデュースって減らすって意味でリダクション還元と似てるんです。
酸化還元を合わせてレドックスって言います。リダクションとオキシデーションを繋げてレドックス。

酸化は普通は悪者ですね。燃える、錆びるのは酸化。

逆の還元は相手方に起こるんですが、自然には酸素が相手方になるんで、見えません。酸素が酸化剤で、酸化剤自体は還元される。酸素分子はゼロで鉄サビ酸化鉄になかの酸素はマイナス。
マイナスって電子エレクトロンを強く引き寄せた状態。


この逆が還元剤。還元剤で身近なのはビタミンＣです。ビタミンＣって栄養として有名ですね。ビタミンＣって飲み物に酸化防止剤にもなってます。酸化防止剤って、他よりビタミンＣが先に酸化されるので、それ以外の食品や飲み物が酸化されない。
ビタミンＣは酸化される、つまり相手を還元する、還元剤の一種です。

還元剤ってメッキの世界では一番大事な薬品です。リダクションさせるリダクタントが還元剤。
金属が錆びるのが酸化ですが、金属を溶かした溶液から金属を取り出すのは、還元って言うんです。

メッキは金属を薄く表面に付ける技術。金めっきは奈良の大仏の昔ながらの技術。めっきはプレーティング。

銅めっきでいうと銅イオンが銅の2プラスが、還元されて銅の金属メタルのゼロ価になると、十円玉の銅の色のメタルができます。
金属はピカピカして電気を流して延びるのはすべて電子エレクトロンが自由に動き回るから。鉄サビ酸化鉄とかのエレクトロン電子は酸素の近くにくっついてる。鉄メタルは自由電子エレクトロンが飛び回るので、ピカピカして、延びる。くっつけてる糊の役割が電子エレクトロンで糊が動く感じだね。糊をグルーっていうけどグルーはニカワ膠のこと。膠をきれいにするとゼラチン。ゼラチンとグルーは成分が共通してる。



この還元は銅のプラスにマイナスの電子エレクトロンをあげるんです。
プラマイゼロでメタルっていう事です。電子エレクトロンをあげるのを電極っていう外から電気を流すとカソード陰極にマイナスの電子エレクトロンが来て、そこでプラスの銅イオンのプラスと反応してメタルになる。

コレを薬品でやると還元剤です。還元剤は自身が酸化されて銅イオンに電子エレクトロンをあげて銅を還元する。
銅を溶かした液体に還元剤を入れるとプラスイオンの銅が還元されてメタルの銅になる。

還元リダクションを語りすぎました。オキシデーションは酸化で錆びる時のことです。
錆びるのは、銅メタルが酸化銅になると錆びるっていいます。鉄が錆びると酸化鉄。ホッカイロが鉄の黒い粉が入っていてゆっくりと錆びる反応が進んでるんです。錆びると燃えるはスピードは違いますが、どちらも酸化。熱が出ます。

熱がヒートアップすると温度テンプラチャーが上がります。温度はｔで表します。℃はデグリー　シーと読みます。
絶対温度がKケルビンね。

温度は物理と化学ですごく重要です。
融点ってメルティングポイント、メルティング　ポッドでるつぼで、人種が融けて混ざりあう様子を人種のるつぼって言います。
メルティングに対して、茹でて蒸発するのはボイリングポイント。ボイルドエッグでゆでたまご。

鉄は錆びるけどステンレスは錆びません。ステンレスは鉄に混ぜ物をして錆びなくしてあるんです。鉄は磁石が付くけど、ステンレスは混ぜ物が多いと磁石マグネットが付かないです。ステンレスをＳＵＳサスとも言います。スチール　ユーズ　ステンレスの頭文字でＳＵＳサス。ステンレスのレスはないって意味のレス。ステンレスは何がないか?歪がないって意味のストレインがレスでステンレスって名前にしたらしい。

ストレスストレインカーブのストレインは歪で、ちからストレスをかけると歪むストレインする割合のグラフです。歪まないのでストレインレスでステンレス。

鉄は熱で膨張します。夏に暑いので線路の鉄が膨張して、レールが歪むのを防ぐのに、線路には間を開けて繋げます。
ステンレスは膨張が大きいので、ステンレス製のシンク流し台に熱湯を流すとボコって音がします。熱で膨張して変形すると音がするんです。

危険物はガソリンがメインです。自動車関連の英語は和製英語が多いので有名です。ガソリンスタンドよりガソリンステーション、ガスステーションと言います。フューエル　ステーションとも言います。フューエル　セルで燃料電池。セルって細胞の事も言う。バッテリーとセルはどっちも電池だけどフューエルセル、リチウムイオンバッテリーって使い分けしてるかも。
バッテリーって野球の投手と捕手。出すと受けるの組み合わせ。ボールがエレクトロンのことになるか。


満タンはタンクをフィルアップすることで、フィルアップをフルと言い換えてフルが満席とかの満です。

空カラはエンプティー。ハンドルはホイール、クラクションがホーン、ボンネットがエンジンカバー、アクセルがペダルとかいろいろ。

ガソリンはレギュラーとハイオク。レギュラーは普通でハイオクがオクタン価がハイ高いガソリン。オクタン価ってノッキングしにくい指標です。ノッキングってエンジンの中の燃焼トラブルです。じわじわゆっくりと燃えるとノッキングしない。

ガソリンは石油から作るんだけど、石油もガソリンもいろいろなオイルの混合物です。石油を温めて蒸留して分ける。分留です。蒸留はディスティレート。分留がフラクティネート。フラグメントが分かれたもの。ハードディスクがコマ切れのフラグメントに分かれるっていうのと同じだ。

ガソリンは一番低い温度で真っ先に蒸発してくる成分で融点メルティングポイントが低い。
メルティングポイントが低いと液体から飛び出しやすいと同じ。液との繋がりが弱い。分子が小さくて軽い。
分子が長くて重いとメルティングポイントも高くて燃えにくい。重油はそんな油。
単純に言えば軽油は燃えやすく、重油は燃えにくい。軽油よりもっと軽くて燃えるのがガソリン。ほとんど気体ガスみたいな油。

ガソリンは色を付けてあるから、オレンジ色だけど、着色しなかったら無色透明。

さっきのオクタン価が高いガソリンは分子が枝分かれしまくってるモノを100、枝分かれ無しの真っ直ぐを0としてる。真っ直ぐな分子だと単純な形だから一気に燃える。複雑に枝分かれしてると燃えやすいところからゆっくりと燃え始めて燃えにくいところがあとからじわじわ燃える。ノッキングは一気に燃えすぎると起こるから、じわじわ燃える方の油が性能が良いんだよね。


無鉛ガソリンは昔のガソリンにノッキング防止剤として鉛入りの油を含んでたんだ。鉛は性能が良くて使い道はあるんだけど、神経に毒だから使わないんだ。
ハンダも鉛を使えば、柔らかくて使いやすいハンダが簡単に出来るけど、毒だから、鉛フリーにしようってなった。鉛はリード。Ｐｂって記号だけどリード。Ａｕって記号だけどゴールドと同じで歴史が古く昔っから使う金属は特別な呼び名がある。鉛に近いビスマスはＢｉ、金に近い白金プラチナはＰｔ。珍しい金属ほど元素記号と呼び名が一致。


クルマ以外に油は食品でも身近。オリーブオイル、アマニ油、ホホバオイル。
水と油って仲の悪い代表だよね。水に溶けるものは油に溶けない。水に溶けないものは油に溶ける。油同士は混ざる。

油と水の両方とくっつくモノを石けん界面活性剤という。ソープ、サーファクタント。サーフェイスは表面。表面積はサーフェイス　エリア。



アルコールが酸化すると酢酸。ワインが酸化するとヴィネガー。酸っぱいってお酢の酢酸の事をイメージする。ワインってwineって書くけどｗとｖって似てるんだよね。ワインをvinとも書いたらしい。Vinを酸っぱくするとヴィネガー。
酢酸がお酢の酸っぱさの決め手。酢酸は栄養素の油分子が分解された最終型。油はグリセリンとカルボン酸３つに分解して、カルボン酸は炭素が2個づつ取れてベータ酸化だよね。カルボン酸が最後に酢酸になる。

酢酸は酒エタノールからも出来るがオイル油からも出来るんだ。油脂を栄養の分野だとファット脂肪っていうね。

酸っぱいっていう性質を化学では酸性っていう。水素イオンの濃度を測るpHで測る。酸性が強いとｐｈは2とか3とか低い。ペーハーはドイツ語読み、ピーエイチが英語読み。ちなみにＣをシーと英語読み、ツェーってドイツ読み、ハが日本語読み。abcでイロハ。音楽でロ短調はBマイナー。


酸をアシッドという。Acid Black Cherryっていうバンドのアシッドも酸。
酢酸はアセティック　アシッド。アセチレンはアセティックアシッドの仲間で炭素数が同じだからアセトで、アセトンもそう。

逆の性質をアルカリ性。アルカリはヌルヌル系。温泉とかのヌルヌル。皮膚を溶かす。ソーダ村のソーダさんがソーダ飲んで死んだソーダ。ソーダは炭酸ソーダ水じゃない。ソーダはナトリウムのこと。ナトリウムの化合物で苛性ソーダが水酸化ナトリウム。苛性は皮膚が溶けて痒い事。


酸とアルカリを混ぜると打ち消しあって酸っぱいのもヌルヌルもなくなる。中和。

危険物は中和よりもレドックス酸化還元がメインだね。

第四類以外にも危険物はある。ニトロはダイナマイトの原料で大爆発する危険物。ノーベル賞のノーベルさんはこのダイナマイトの発明で大金持ちになった。ダイナマイトは兵器だよね。
ダイナマイトはダイナミックとも語源が同じ。大きく動くこと。動かないのは静的スタティック。ＤＲＡＭとSRAMはダイナミックとスタティックなラム。ラムはランダムアクセスメモリ。ROMがリードオンリーメモリ。


戦争が技術力を高めてきた歴史がある。原子爆弾アトミックボムもアインシュタインの核分裂反応の理論を使った兵器。鉄腕アトムのアトムは原子のアトム。

分子はモレキュラー。モレキュラーシーブっていうと水分子を吸着する乾燥剤。

オキシドールも危険物。昔の消毒薬。酸素の泡が出て傷がしみるほど消毒した。

リチウム電池のリチウム金属も危険物。リチウムは水と激しく反応して燃える。

ガスは危険物取扱者資格でいう危険物には含まない。危険なガスはいっぱいあるから別枠。

酸化剤も還元剤も危険物。

危険物は火事になる危険物っていう意味で、人体に毒があるかどうかは別物。燃えないけど、すごく毒性がある薬品たちも別枠。



オイル、油の仲間が第四類危険物。
機械油、食用油、燃料油が含まれる。とくにメルティングポイントが低い蒸発してガス化しやすい軽い分子の油が危険だ。

銅ナノドット触媒 グラフェン（カーボンの単層シート）を利用した新規触媒層の設計

グラフェン（カーボンの単層シート）を利用した新規触媒層の設計

2009年の12月にブログに書いている。
https://blog.goo.ne.jp/aichi-happy/e/06663d6006417b62c05e4aedd787d39a

その図は手描きの図が以下の六枚。
この時は、グラフェンをメインにしていたが、
銅のドット型触媒として、
電機化学的な触媒の力が極めて高いことが、数年後に発見されている。
二酸化炭素CO2をエタノールに変える触媒だ。オークリッジ米国立研究所の発表だ。

https://wired.jp/2016/10/20/carbon-dioxide-ethanol-reaction/

こうした電気化学と有機物質、エタノール、二酸化炭素CO2、メタノール、メタンなどを中心とした触媒開発は、バイオマス発電、二酸化炭素の固定化、光合成型触媒として
エネルギー問題解決にむけて非常に重要だ。

その発想を2009年に、個人でしてアイデア図を公開していたことが、
驚きだ。日付入りのアイデア図をブログに公開するのは、
自分でもかなり気に入ったアイデアだったからだ。

今後もこの電気化学と触媒をバイオマスと組み合わせたエネルギー発電型の技術は
たいへん注目している。

以下は、2009年のブログのコピーだ。

グラフェンとは原子レベルでのカーボン単層で
シートとして得るには
シートを溶液に溶かして基板上に配列させて
重なりあった部分を超音波で削って、一面に敷き詰める方法が
知られている。

さらにカーボンを表面に含む溶液と対極を5ミリ程度まで近づけて
３０から５０Vの高電圧交流印加法によっても
グラフェンを形成できることが示されている。

一方、カーボンを含むガスを
高温のチャンバー中で、
化学気相堆積法（CVD)で
銅や鉄などの金属表面に触媒的に形成する方法も提案されている。


私は、銅をナノドットめっきで形成して、
その銅ドットの表面に選択的にグラフェンを堆積させるCVD法を提案する。
また、得られたグラフェンにアルカリ金属または、アルカリ土類金属をドープすることで
その後で、ドープした金属を選択的に置換めっきする貴金属めっきを施すことで
原子レベルで貴金属使用量を削減し、またグラフェンとの相乗効果をもつことが期待される
触媒の形成法を提案する。


また、形成された貴金属修飾グラフェン修飾銅ドット触媒に
電子、またはイオン輸送層として電気伝導性高分子を
電気析出法またはスピンコート法で形成することを提案する。


以上の形成法による触媒は、
たとえば、燃料電池などの貴金属を使用することが不可避な有力な化学反応においても
貴金属量を大幅に低減させることができ、価格面でのメリットが得られる。
また、グラフェンと金属の相乗作用によって新しい触媒を創出することにも利用できる。

グラフェンの活性点は面状に広がるものではなく、
端部が点状に活性を持っていると予想している。

そのため、触媒として応用する場合には、
端部をより多く形成させる銅ドット上の修飾グラフェンを利用するメリットが大きい。

銅ドットめっきはリソグラフィーとレジストを組み合わせる通常の半導体プロセスを利用し、
硫酸銅めっき浴などを用いることで形成できる。

グラフェンにドープする金属（イオン化傾向の小さな金属）は
CVDのガス中に含有させることでドープ量の制御を行う。



 

鉄めっき 磁性あり: 2024-10-25T18:27:54

硫酸第一鉄の液に硫酸銅と酢酸水を加えて再度めっき。電析は黒っぽい。膜に近くなった。銅の茶色っぽい色もわずかに見える。

 左が銅入り鉄、右が鉄のみ。 アルミ箔の上に電析した。銅の茶色は乾燥時間が経つと濃くなってきた。 茶色は酸化鉄かも。銅の色よりサビ色。濃くなると、磁力が弱まった。銅が混ざると錆びやすいのかな？

 析出量が増えたのは、硫酸銅か酢酸水のどちらの効果か、まだよく分からない。 

鉄のついたアルミ箔は磁石に引かれる。アルミ箔の下に磁石を置いているのが黒っぽい皮膜の模様に現れたのかも。

---

電解銅箔マット面 2024-10-27T22:04:11

電解銅箔には、マット面とシャイン面があります。マット面は、接着剤との密着性を高めるために、表面を粗くする処理（粗化処理）が施されています。しかし、この粗い表面は、高周波電流を流す際に妨げとなる場合があります。

銅箔が薄くなり、高周波数化が進むにつれて、マット面の表面の凹凸は、より小さく均一になることが求められています。現在のめっき厚は36ミクロンから薄くなりつつあり、凹凸の大きさは約2ミクロンです。断面を見ると、柱状に成長した結晶であることがわかります。この凹凸の大きさは、銅の性質やめっき条件によって多少変化しますが、大きな変動はありません。

2ミクロンという大きさは、めっき結晶の大きさの限界値と言えるかもしれません。実際の結晶は、2ミクロンよりも小さいものが多く見られます。

電解銅箔にはマット面、シャイン面がある。糊付けしやすいアンカー効果を期待してマット面に粗化処理している。この銅箔に高周波電流を流す時に表面の凹凸が邪魔をする。より薄くより高周波になるにつれてマット面の凹凸モルフォロジーは小さく均一にすることが求められる。 めっき厚は36ミクロンからどんどん薄くなる。凹凸の径は２ミクロン前後。断面からみると柱状成長した結晶だと、分かる。この凹凸の径は銅の性質やめっき条件で多少変わる。変わる範囲は大きくはない。 ２ミクロンというサイズ感がめっき結晶のサイズの上限かも。小さい側が多い。

界面活性剤とめっき添加剤のコロイドの形状★銅めっきとゼラチン【膠】

 石鹸手作り実験をしたことがある。

ラード、オリーブオイルなどの油脂、水、苛性ソーダを混ぜて石鹸を作る実験だ。オイルの種類にこだわるとケン化が変わったり、石鹸の使い心地が変わる。

https://www.jfish.jp/html/page1.html

石鹸は、化学では界面活性剤の一種だ。ナトリウムが非常に水に溶けやすい金属で、それと脂肪酸の酸素の部分とがイオン結合している。分子のナトリウム部分が水側に、油脂由来の部分は有機成分側に向いて界面をつなぐように自然に配置される。

https://kimika.net/rr4coroido.html

石鹸の泡が球状なことが多いので界面活性剤は水中で油成分を球状に囲んでいるようなイメージを長らくもっていた。が電気泳動の教科書を読むと、界面活性剤は球状の有機成分なら球状に囲むが、糸状や線状の有機成分ならばそれに応じて囲むと記述がある。

https://ruo.mbl.co.jp/bio/support/method/sds-page.html

これは意外だった。たしかに糸状や線状の有機分子は多い。その形に合わせて界面活性剤が取り囲むのは合理的だ。有機分子側と界面活性剤との間は、極性が小さいもの同士の結合だ。有機物の炭素とはあまり強く結合しない。有機分子の硫黄や窒素の部分には電子が少なくプラスにチャージしている。だからその部分に界面活性剤が結合するらしい。

https://www.live-science.com/bekkan/intro/shurui.html

その界面活性剤も通常の脂肪酸ナトリウムだけではなく、アミノ基と炭素鎖がつながったような界面活性剤も含まれる。アミノ基が極性が強い部分で水側に来る。

金属イオンはプラスにチャージしている。ナトリウムの部分を別の金属イオンで置き換えることができる。析出してしまうと石鹸カスと呼ばれる。銅の石鹸カスが有名だ。溶けにくいカスとして邪魔者扱いだ。

https://www.happy-bears.com/kajily/faq/2141/

この界面活性剤のように金属イオンと結合する有機分子はいくつかある。ゼラチンは身近で有用な食材だが、化学的な性質も有用だ。ゼラチンは窒素を含んでいるのでそこが金属イオンと結合する。

ゼラチンは有機分子で完全に精製してしまう前のゼラチンには、動物の組織由来のタンパク質の性質がある。先ほどの線状や糸状の有機物とは動物の組織由来のタンパク質が主な対象だ。いわゆる天然高分子だ。

https://www.nomuraplating.com/knowledge/%E9%8A%85%E3%82%81%E3%81%A3%E3%81%8D/

未精製のゼラチンが線状に凝集するなら、銅イオンとそのゼラチンを混ぜたら、線状の銅のコロイドになるはずだ。コロイドもまた粉末状、球状をイメージするが、中心に有機物、外側の水側に金属イオンが来る。だから内側の有機物の形状に合わせた形状をとるコロイド粒子があるはずだ。

銅めっき液で未精製のゼラチンを添加剤で使う場合がある。あえて精製しない状態を使う。理由ははっきりしない。保存がしやすいからかもしれない。それ以外にめっき液の中でのコロイドの形状を制御する目的が隠されているのかもしれない。コロイド形状を直接見なくてもめっきとしての性能が精製したゼラチンより、不思議と向上しているケースがある。

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jiep1995/11/7/11_7_494/_pdf

めっきの添加剤の化学は、進んでいるのかもしれないが30年前の学生時代にはまだ素朴だった。企業のノウハウとして隠されているので化学的な議論がされていない。

https://note.com/irppy3/n/n4f4491af7d7c

銅めっきで未精製ゼラチンを過剰量添加すると、異常析出として線状の結晶が集まった形状の表面がみられる。これがコロイドの線状の形状と一致しているのではないだろうか。証拠はだせないが、銅イオンだけでは線状に成長する原動力がない。添加剤を過剰にするのだから添加剤の形状が作用したと考えるのが合理的だ。

https://club-z.zuken.co.jp/tech-column/20200130_js_011.html

硫化モリブデン平面原子層のマイクロプロセッサーは物理限界を越える

http://www.natureasia.com/ja-jp/ncomms/pr-highlights/11808
二硫化モリブデン、平面的な半導体の新素材。
グラフェンと同じように原子数層の平面の素材です。
それが、シリコン半導体と同じようなプロセッサーとして機能する実証がされた。
これまで、半導体は基本はコンデンサとトランジスタを組み合わせて出来ている。
特にコンデンサは薄ければ電気を貯める容量が増えるが、面積が小さいと容量が小さくなる。
最近は、シリコン系材料を薄くするのは限界を迎えて、小さくすると電気容量が小さすぎてエラーが発生するので、立体的に加工することで面積を稼ぐ方法で、電気容量を確保している。
これは、20年前から物理限界として指摘されていた。
シリコン半導体の立体化は、非常にコストがかかる。平板なシリコンにガスなどで穴を掘ったり、穴の位置をあわせて重ねて、つなげていく技術は非常に難しい。コストがかかる。
ここで、硫化モリブデンを使ったマイクロプロセッサーができると、原子数層で充分に半導体として機能することが実証さえて、新しい半導体技術の時代が始まる予感がする。
東芝の半導体やインテルの半導体も、
硫化モリブデンをつかいこなせないと、新しい時代に対応できない。
http://www.juntsu.co.jp/qa/qa0915.php
二硫化モリブデンは、古くある材料でグリースに使われている。
その潤滑剤の役割は、原子層でずれやすい性質が作用している。
そうした原子層でずれていく性質から、数層だけで並べる技術が見いだされて、
その半導体的性質と相まって大きく期待されている。
金属石鹸、金属銅石鹸も、以前私注目していた。
同じようなグリースだ。
金属銅石鹸でも原子数層レベルで平滑に製膜できれば、
新しい半導体技術になる可能性があると私は思っている。
二硫化モリブデンは、扱いやすいことが利点らしい。
金属銅石鹸は炭素の界面活性剤で、原子レベルで平滑で大きな平面を
水面上に作って基板に転写できるかと
想像した。
しかし、炭素が含まれているのが、仇になって、
酸化銅にうまくならないかもしれない。
銅石鹸のまま半導体としては機能しないようだが、
酸化銅の原子平滑層に酸化するときに、工夫が必要になる。
できないかもしれない。
界面活性剤の金属を水面上にならべてそっくりそのまま基板上に転写する方法。
金属石鹸を酸化させて安定させる。
無理かなあ？
二硫化モリブデンはずっと進んでいる。
http://pc.watch.impress.co.jp/docs/news/event/707593.html
2015年にも記事になっている。

2011年にスイスの大学で半導体としての大きな可能性があることが発見されている。
http://eetimes.jp/ee/spv/1102/04/news113.html

北大の微生物電気化学を使う人工光合成

ユニーク。紫外線を微生物のついた電極に紫外線を当てると二酸化炭素から酢酸を作り、かつ電流も得られる。

北海道大学、北大が亜鉛と銅の電極と酢酸を作る微生物と紫外線を組み合わせた人工光合成を発表。

バイオと光触媒と電気化学の組み合わせ。複雑な仕組みなので研究室レベルはできても実用的な大きさにスケールアップができるのかが不安要素だ。電流値も３倍になってもまだ小さいがユニークな発想は今後に期待できる。

針状の銅電極の表面を亜鉛微粒子で被覆した表面積の大きな電極が特徴のようだ。

二酸化炭素から酢酸が作られる仕組みはどのようなものだろうか。単純に二酸化炭素を還元しただけでは微生物はエネルギーは得られない。

大きなスケールで再現実験するなら針状銅を表面積の大きな構造体に銅めっきをして付け、さらに酸化亜鉛微粒子を付ける。紫外線はランプまたは太陽光で試す。

人工光合成では太陽光を受けやすい電極が必要とされている。透明度の低い廃水光合成を行う際には、特に有効な表面積を確保する課題がある。廃液内で太陽光発電をするようだ。

ほとんどの微生物は有機物を酸化してエネルギーを得る。例外的に有機物を還元する微生物がいる。単独では生きられない微生物で周りの微生物と共存しながら生きる。

亜鉛と銅の電極は紫外線を受けて水を酸化還元して水素と酸素に分解できるのだろうか？チタンには本多-藤嶋効果で水を酸化還元分解する力がある。亜鉛と銅電極に紫外線を当てた場合にも水から水素と酸素を作れる可能性があるのかもしれない。

この本多-藤嶋効果と赤色色素を使い電流が得られる色素増感太陽光発電は知られている。

北大の発表で、酢酸が作られ電流も得られるユニークな電極はメカニズムに謎が多い。続報を待ちたい。

https://newswitch.jp/p/38082

【Iron charge/discharge battery DIY】炭スポンジを寒天で固めた電極一体成型の鉄電池DIY

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.

https://mokuyojuku.blogspot.com/2023/12/blog-post_13.html

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。

https://mokuyojuku.blogspot.com/2023/12/blog-post_13.html

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。

電池というキーワードで自分のブログ記事を検索した結果を分類してみた

素材（リチウム、マンガン、鉄、マグネシウム等）

太陽電池、全固体電池、

経済、EV

などに分類しました。

鉄 自作電池プロジェクト 硫酸鉄と酢酸食塩水

DIY 自作電池プロジェクト2024

全固体 NEDO、オールジャパンでEV用の全固体電池開発へ…23社、15大学・研究機関が参画 https://t.co/HafxIkqhpu #スマートニュース

ニッケル　シリコン RT @hf_and_beyond: 「車載用電池の高エネルギー密度化でキーワードとなっているのが、「ニッケル（Ni）リッチ正極」「シリコン（Si）系負極」「全固体電池」の三つ」 RT @ 大衆車で十分な航続距離、「第２世代」リチウムイオン ：日本経済新聞 https://t.co/MsPfj6q7SN

リン　リチウム RT @Nikkan_BizLine: CNTの中空孔に赤リン導入 豊橋技科大が新LIB電極材 電池容量2倍超を確認 https://t.co/7aaGOCuqMO

全固体 次世代「全個体電池」 2022年実用化へ産官学協力 https://t.co/BH1x0JxNqW #スマートニュース

全固体 【連載・ＥＶドミノ】全固体電池研究ブーム！突破口を開いた研究者が語る最前線 https://t.co/yINYplb9yC #スマートニュース

フッ素　鉄 容量3倍増、リチウムイオン電池用のフッ化鉄系新規正極材を合成 - BNLなど https://t.co/roBmWxJjYk #スマートニュース

太陽 シリコン-ペロブスカイト積層型太陽電池で変換効率25.2% - EPFL https://t.co/lWwmGeNVnc #スマートニュース

EV CATL日本法人社長に直撃、「日本国内の車載電池メーカーとの競合は避ける」 https://t.co/M2TVRZRMi3 #スマートニュース

燃料 産総研、80mm角サイズの「プロトン導電性セラミック燃料電池セル」を世界で初めて作成 https://t.co/mS3pef8fbB #スマートニュース

大学 早稲田 電池ビルの次世代の研究棟 #早稲田 #早大 #電池ビル #蓄電池研究 #研究棟 #研究施設 #研究資金 #研究資金調達 #後継者

経済 日本経済新聞オタク #日本経済新聞 #日経 #オタク #読者 #半導体 #蓄電池 #ニュースオタク

経済 ベルギー蓄電池センター 日本工営 #ベルギー #蓄電池 #蓄電池センター #スマートグリッド #再生エネルギー #電力調整 #日本工営 #データセンター

経済 経済について理解したら #経済新聞 #日本経済新聞 #経済ニュース #経済ニュースオタク #環境技術 #半導体 #蓄電池

アルミニウム　DIY アルミ空気電池とアルミ銅電池 自作

液体 水素吸蔵合金の液体電池

鉄　ＤＩＹ ペットボトル内の鉄空気電池で高出力

鉄　ＤＩＹ ボトル型全寒天鉄空気電池を自作

ナトリウム ナトリウム空気電池を計画 リン酸鉄ナトリウムの電極にしたい

鉄 新規な鉄液フロー空気電池を考案

アルミニウム アルミニウム蓄電池 千葉大学津田哲哉教授

鉄 Need of iron-air battery for power demand response 鉄空気電池の使い道

鉄 やしがら活性炭を使って鉄空気電池で放電電流値が向上

鉄　ＤＩＹ ＤＩＹ炭寒天を使う鉄空気電池の断面を観察してみた

鉄 ボタニカル電池の解説記事 中日新聞

DIY 百均ショップの消臭炭でアルミニウム空気電池自作ＤＩＹ Aluminum-air battery DIY

その他 Battery own idea 出身研究室の電池研究の成果に役立てたアイデア（思い込みかも）

その他 材料化学のシンギュラリティが始まってる

アルミ　ＤＩＹ アルミニウム空気電池の電圧 Voltage in Aluminum air battery

スポンジ　ＤＩＹ 【Iron charge/discharge battery DIY】炭スポンジを寒天で固めた電極一体成型の鉄電池DIY

鉄　ＤＩＹ Iron-air battery DIY plan 鉄スポンジ型充放電電池の作製と特性測定を計画

鉄　ＤＩＹ 鉄空気電池を作って充放電させた【再掲】

鉄　ＤＩＹ 鉄の媒染液をカイロの中身の粉から作ってみた★鉄電池へ応用したい

スポンジ スポンジ固体電解質技術の発展

レドックスフロー 二酸化炭素を重炭酸イオンに還元するレドックスフロー電池 京都大学

鉄 大型バイオ電池と鉄空気電池の可能性

その他 第四類危険物を中心に身近な化学の英語を語る

その他 【新発想】体温発電の充電が永久に不要な腕時計バンド

その他 電気化学はバイオにも大きく関係するスーパー技術だ

グラフェン　微粒子 グラフェンとナノ微粒子を組み合わせた触媒の産業インパクトは物凄く大きい

グラフェン　微粒子 韓国チーム グラフェンとありふれた金属のナノ微粒子の超高性能触媒を発明する【再掲】

三次元組織 「細胞集積法」弘大が開発★人工的な生物膜を思い通りの形状に設計できる技術か？

銅 銅ナノドット触媒 グラフェン（カーボンの単層シート）を利用した新規触媒層の設計

その他 RT @nhk_seikatsu: 【ノーベル化学賞に「リチウムイオン電池」開発の吉野彰さん】 ことしのノーベル化学賞の受賞者に「旭化成」の名誉フェローの吉野彰さん（71）らが選ばれました。日本人がノーベル賞を受賞するのはアメリカ国籍を取得した人を含めて27人目、化学賞では８人目です。 https://t.co/9K0BV0rdvN

その他 名城大学すごい。ノーベル賞を期待してたが、裏切らない。吉野彰さん素晴らしい。リチウム電池やカーボンナノチューブなど技術が注目されてうれしい。 https://t.co/olgH2KVDLM

その他 吉野彰さん、ノーベル賞おめでとうございます。名城大学にいる？リチウム電池。https://t.co/mOJjaGYOmr

自己修復 RT @rjp_news: 【注目プレスリリース】充電中に自己修復して長持ちする電池 －原理検証に成功－ / 東京大学 https://t.co/dACFFHpVzA

その他 尿と銅を電気化学する？おしっこ電池

その他 暮らしの木陽塾ネタ帳

その他 100均巡察

その他 ミシン 2500円以下

その他 環境ビジネス

マンガン　コバルト リチウム向けマンガンコバルト

EV 最先端EV用電池素材で日本に勝利したロシア https://t.co/tzAo3TWumQ #スマートニュース

リチウム 東芝インフラシステムズ、リチウムイオン電池の新工場 https://t.co/YNWJkvz72g #スマートニュース

カリウム “低コスト”蓄電池の実現に期待、カリウムイオン電池の正極材料を新開発 https://t.co/Jzm2EMVIuE #スマートニュース

三次元組織 一瞬で充電可能な三次元自己組織化二次電池を提唱 - コーネル大 https://t.co/PrcNtoeNlo #マイナビニュース

EV 訂正：インタビュー：車載用電池材料、トヨタとパナ以外考える段階にない＝住友鉱社長 https://t.co/dHT6NfIF57 #スマートニュース

太陽 ペロブスカイト太陽電池、スズ系で変換効率7％以上に https://t.co/oltRlfa9tN #スマートニュース

太陽 ペロブスカイト-CIGS積層型太陽電池で変換効率22.4%達成 - UCLA https://t.co/nxl7A0uOTb #スマートニュース

EV ビングループ、韓国LG化学とリチウムイオン電池製造で提携 https://t.co/XmoQAglDTs #スマートニュース

全固体 米Solid Powerが2000万ドル調達、全固体電池で“ポスト・リチウムイオン”目指す https://t.co/KDWctHH5Ez #スマートニュース

鉄 微生物が電気をつくる「燃料電池」その実力と可能性とは？（THE PAGE） - Yahoo!ニュース https://t.co/0dSX7IUzOG @YahooNewsTopics

その他 電池って三十年前に中学時代にはつまらない技術だと思ってた。それが今やエネルギー問題のキーテクノロジー。世の中は、つまらないモノが大切って事がある。

銀 RT @Hisan_twi: 銀(Ag) 電気伝導率と熱伝導率が最も高い金属で、酸化しにくく約200℃で還元反応が生じるという化学特性を持っています。ナノ粒子を分散させたペーストを印刷し、焼成して配線形成する手法に適した配線材料で、太陽電池やディスプレイ等に用いられています。

銅 RT @Hisan_twi: Cu₂O バンドギャップ約2.0eVの半導体。銅板を炙ると表面にCu₂O層が形成され、銅とCu₂Oはショットキー接合になるのでこれを利用して太陽電池を作ることが可能です。変換効率は１%程度と低いですが、家庭でも作ることができます。

EV 自動車の電動化がテスト技術者に突きつける課題 第3回 自動車のフルEV化を妨げる要因となっている「電池」 https://t.co/Rhy60MiN3b #スマートニュース

ニオブ ニオブ-タングステン酸化物電極でリチウムイオン電池を急速充電 https://t.co/MNZpZnKBnk #スマートニュース

リチウム ＜石巻・ＩＤＦ＞東北大開発のリチウム電池 来年量産へ 閉校した小学校を工場に改修 https://t.co/wua3hztfZ5 #スマートニュース

全固体 ヒュンダイ、全固体電池を開発する米国のIonic Materials社に投資 https://t.co/77fMjpUo4v #スマートニュース

その他 コバルト半減の円筒形電池、2─3年で量産化＝パナソニックＡＩＳ社長 https://t.co/nON2g6lQdl #スマートニュース

鉄 JSTなど、「微生物燃料電池」実現のカギとなる「電気共生」の関係を発見 https://t.co/6OhOycsIib #マイナビニュース

経済 2018年 投資キーワード

その他 生物有機化学、自動車の化学、色素の化学を自習してみた

その他 徒然に基礎化学を復習してみた(化学基礎・分析化学・有機化学・染色・リチウムイオン電池)

EV パナ、電池売上高を2.5倍に 21年度目標、車載用で拡大 https://t.co/Qt3l6cUJ2E #スマートニュース

EV 東芝、次世代EV電池開発でブラジル企業と提携 https://t.co/IA1TPpmQN9 #スマートニュース

EV パナソニックのテスラ向け電池、供給量が足りなくなるほど受注が増えている https://t.co/ruvEbLHImE #スマートニュース

グラフェン RT @matiere: (2018/01/25) 二次電池の高容量・長寿命化を両立する酸化物/グラフェン複合材料を開発 〜分子レベルで交互に重ねたミルフィーユ構造が鍵〜 | NIMS 物質・材料研究機構 https://t.co/1qYjVgUBiA https://t.co/pHC805maa6

全固体 化学大手が「全固体電池」の部材開発へ動き出した！ https://t.co/Zy7htFedAJ #スマートニュース

その他 私のブログのオススメの検索キーワード

経済 日立造船、次世代電池実用化へ＝２０年代目指す－谷所社長インタビュー https://t.co/uPZi3BsXiS #スマートニュース

燃料 燃料電池車の逆襲？ トヨタとセブンが水素戦略で連携 https://t.co/9TSOPJqgXj #スマートニュース

マンガン マンガン系正極にクロムまたはバナジウムを添加することによって正極の化合物が安定し、大容量化が持続することを理論的に予想できた リチウムイオン電池容量を倍増可能な電極材料の組成を特定 | マイナビニュース https://t.co/VoGNz3LpdI #マイナビニュース

ポーラス Mokuyojuku on BLOGSPOT: 溶媒と電極が分子レベルでまざりあうポーラス状の電極を目指すリチウム電池電極設計指針 https://t.co/Nv9Mwq3liV

その他 ＡＩ人工知能は化学実験にも石鹸手作りにも

経済 蓄電池の需要は急増、2030年の市場規模は1.2兆円以上に https://t.co/vpeT5Kqk2J #スマートニュース

リチウム 東芝、セパレータレスのリチウムイオン二次電池開発 車載用などに展開 https://t.co/snFYF09k3q #スマートニュース

EV ＥＶ用の電池、中国勢が世界市場をリード 日本にも上陸 https://t.co/FQXTKo3EhW #スマートニュース

EV ＧＳユアサ、電池の海外生産拡大 自動車用、アジア中心 https://t.co/hSEB8fzid8 #スマートニュース

その他 忘れまじ。世界の企業不正。事故。

EV 中国ＣＡＴＬ、日本進出＝車載電池大手、横浜に拠点 https://t.co/0oeNeX33nV #スマートニュース

三次元組織 一瞬で充電可能な三次元自己組織化二次電池を提唱 - コーネル大 https://t.co/PrcNtoeNlo #スマートニュース

EV 小さくて軽くてパワーのある電池をつくれ [人とくるまのテクノロジー展2018横浜] https://t.co/dTmaHBNQRm #スマートニュース

リチウム キャパシター並みの入出力密度を持つリチウムイオン電池、トヨタ紡織が開発 https://t.co/B9B6Z336c0 #スマートニュース

太陽 RT @shin4922: 太陽電池用シリコン薄膜、10倍速で作製 東工大・早大が新技術 | 科学技術・大学 ニュース | 日刊工業新聞 電子版 https://t.co/mFXmWwXGJj

大学 RT @johokiko_denchi: 車をより軽く 早大が炭素繊維プラの新加工法：日本経済新聞 https://t.co/ssZHktJ52s

その他 あざみの赤裸々 自己紹介をします

キャパシタ 「わずか数秒」で充電可能な電池が開発される https://t.co/ORHjoBg6BD #スマートニュース

シリコン RT @AEG_JSAE: 金属シリコン電極開発によるリチウムイオン電池の高エネルギー密度化技術の改良に成功 【GSユアサ】 https://t.co/vxYuiXRP9K #car #自動車 #車 #ニュース #車好き https://t.co/2Eq0wonL3F

シリコン RT @Hidesan_sunisan: モーサテでリチウムシリコン電池が米で開発中とか。容量が飛躍的に伸びるんだって。面白いかもしれない。

リチウム RT @pc_user_walker: @pprara 様c60使用の記事です 東大2018.3.9有機半導体リチウムイオン内包フラーレン混ぜ10倍耐性ペロブスカイト太陽電池開発 長寿命化に貢献 現主流シリコン系太陽電池と比較⇒高変換率&低コス次世代太陽電池で注目 世界中で研究⇒20％位の変換効率 https://t.co/IXrCEzKxmQ

シリコン RT @Dr_WonderX: 【過去記事】 BMWはシリコンを使ったリチウムイオン電池を5年以内にEVに組み込む事を目標としている https://t.co/5nOQg11uLM

シリコン RT @animalwarrior1: 蓄電・発電機器：リチウムイオン電池の性能を3倍に、金属シリコン負極の改良に成功 - スマートジャパン https://t.co/kM7W0JCSzn

全固体 RT @oyadi198: 全固体リチウム電池を高用量化、多孔構造のシリコン負極膜 https://t.co/utosFFDhHb

シリコン RT @_yoshi_hero: 全固体リチウム電池を高用量化、多孔構造のシリコン負極膜 物質・材料研究機構は、次世代電池として期待の全固体リチウム電池の高容量化に貢献する技術として、ナノ多孔構造を導入したアモルファス・シリコン負極膜が安定かつ高容量で動作すること明らかにしたと発表した。 https://t.co/x0jAzmrb67

リチウム リチウムイオン電池の弱点である電解質の可燃性克服にマテリアルズ・インフォマティクスが有効であることを確認！ https://t.co/LlmqS2SZLI #スマートニュース

リチウム トヨタ紡織、次世代自動車向けリチウムイオン二次電池を初出品へ…人とくるまのテクノロジー2018 https://t.co/BZa7SQ00R9 #スマートニュース

リチウム リチウム電池業界の研究開発は熾烈。 けど、本当に先端の技術を持っているうえで、 アイデアも恵まれる人は少ない。 私は脳内研究室しか持っていないが、 アイデアは豊富な方です。 ぜひ、リアルな実験室でアイデアを形にしたい方、募集。 https://t.co/Xqz0wSfbyI

リチウム オリジナルなリチウム電池の設計指針。 早くしないと特許先取りされてしまう。 これを読んで特許取得を考えたら、 ぜひＤＭください。 中韓に先を越される前に。 https://t.co/sG3h4qTzRN

リチウム　ポーラス 溶媒と電極が分子レベルでまざりあうポーラス状の電極を目指すリチウム電池電極設計指針

全固体 全固体リチウム電池を高用量化、多孔構造のシリコン負極膜 https://t.co/s05hGHKsYx #スマートニュース

マグネシウム マグネシウム蓄電池の試作品完成 埼玉県 https://t.co/g1sfD4TthZ #スマートニュース

亜鉛 古典的な亜鉛電池を革新する――高エネルギー密度と再充電を実現する技術 https://t.co/bfmGHXBwI7 #スマートニュース

アルミ アルミニウムイオン電池用の集電体と正極材料を開発 - Empaなど https://t.co/VYlY7y0bZf #スマートニュース

経済 トヨタ系電池メーカー「増産急ピッチ」の勝算 https://t.co/hA0j3AmDMe #スマートニュース

太陽 電荷寿命1000倍、有機太陽電池の“究極構造”を実現 https://t.co/VEOimtqPoq #スマートニュース

マンガン 安価な素材で太陽光発電や風力発電の電力を蓄える「マンガン水素電池」の開発に成功 https://t.co/wQNB0mzjqG #スマートニュース

キャパシタ TECHNO-FRONTIER 2018(5) 急速充電に対応した高性能リチウムイオン2次電池を開発したニチコン | マイナビニュース https://t.co/y0ZGQK85F1 #マイナビニュース

太陽 ペロブスカイト太陽電池に光を当てると結晶格子がきれいに揃う - ライス大 | マイナビニュース https://t.co/DRV6b0hCOU #マイナビニュース

太陽 服に貼れる太陽電池、アイロンもＯＫ https://t.co/6A8lMa2MwH #スマートニュース

太陽 カリウム添加でペロブスカイト太陽電池の変更効率・安定性が向上 | マイナビニュース https://t.co/GIAnqsCErE #マイナビニュース

燃料 ギ酸系燃料電池の開発に成功 - EPFLとGRT Group https://t.co/lO6x5gNHHj #スマートニュース

リチウム マイナス70度でも作動するリチウムイオン電池を開発 https://t.co/dPPr4LVtS1 #スマートニュース

太陽 シャープ：6インチサイズの単結晶シリコン太陽電池セルにおいて世界最高の変換効率を達成 https://t.co/nGgsF6mte1 #スマートニュース

再生 ＥＶ使用済み電池を再製品化 日産と住友商事、国内初の専用工場開設 https://t.co/jyZQZKGjtn #スマートニュース

EV ついに日本上陸！中国｢EV電池｣の忍び寄る影 https://t.co/sNsqwGPZQM #スマートニュース

EV 自動運転自動車にネガティブなニュース。電気自動車にも、車載リチウム電池にもネガティブ。しかしＥＶ化が止まることはないと信じる。 https://t.co/g89fYs3Yhx

シリコン RT @Nikkan_BizLine: 【無料公開】成長速度10倍超、原料収率ほぼ100％ 東工大と早大、ウエハー級品質の太陽電池用シリコン薄膜の作製成功 https://t.co/mg4Z3xUatX

全固体 全固体電池の電解質、AIで探索時間を短縮 https://t.co/v38uVrHDb8 #スマートニュース

その他 二次元材料形成技術と電気化学的分析手法／結晶分析手法の今後の重要性

経済 次世代自動車で日本企業が大暴れ、センサー・半導体・電池で世界制覇 https://t.co/jbaVRs13mw #スマートニュース

EV パナソニック、大連で車載用リチウムイオン電池を量産出荷 https://t.co/QwKviiwGMJ #スマートニュース

太陽 東工大、10倍以上の成長速度で太陽電池用高品質Si単結晶薄膜の形成に成功 https://t.co/fCkG9nMsbu #スマートニュース

リチウム 東芝、JR東海の次期新幹線車両「N700S」に新開発リチウムイオン二次電池が採用 https://t.co/6fzB04Y9ts #スマートニュース

太陽 太陽電池中の量子ドットの形状と形成方法に関するアイディア リチウム樹枝状結晶の代わりナノカーボン樹枝状結晶を使ったら、スマートになるかな 樹木の形をヒントに高性能スーパーキャパシタ向け電極を作製 - UCLAなど | マイナビニュース https://t.co/KdrTUdTJ0Q #マイナビニュース

リチウム ジェイテクトがリチウムイオンキャパシターを開発、大型SUVでEPS実現の可能性…二次電池展2018 https://t.co/YnZYJGA4e1 #スマートニュース

太陽 鉛フリーの新規ペロブスカイト太陽電池材料を発見 - ブラウン大 | マイナビニュース https://t.co/kEUw3HUpd0 #マイナビニュース

全固体 全個体電池開発を加速 - 日立化成、固体電解質の開発企業へ出資 https://t.co/Agj88q8MqT #スマートニュース

全固体 全固体電池 ２５年実用化へ 長岡技科大・本間准教授ら開発 https://t.co/2hR0E8IkRe #スマートニュース

その他 容量５倍の新型電池開発も 次世代蓄電池へ各社注力 https://t.co/tpXE4sL3LU #スマートニュース

リチウム リチウムイオン電池の安全性が再び焦点に。“中国爆発"で日本に商機！？ https://t.co/kg97lDuMWW #スマートニュース

リチウム 容量2倍のリチウムイオン電池を実現、新しい負極材料を開発 https://t.co/ntAho0m5r5 #スマートニュース

EV パナソニック、テスラ「モデル3」遅延で二次電池は赤字に https://t.co/jzlw2Ct7j2 #スマートニュース

リチウム 吉野彰氏らに日本国際賞＝リチウムイオン電池開発 https://t.co/65pPXYh4JB #スマートニュース

燃料 トヨタが燃料電池自動車をあきらめないワケ https://t.co/urjGqwiNOA #スマートニュース

再生 リチウムイオン電池の寿命を復活させる新再生手法 https://t.co/Rwr8kGYXZS #スマートニュース

EV EVの走行距離を2倍にする夢の電池とは https://t.co/f0VKdspCwU #スマートニュース

その他 愛知・豊田に電池評価施設 いわき・東洋システム、次世代車の開発拠点 https://t.co/9UoJbOc6zk #スマートニュース

その他 スマートディスプレイ欲しい

燃料 藻類を利用した燃料電池で従来比5倍の出力密度 - ケンブリッジ大 | マイナビニュース https://t.co/WS3m2weUph #マイナビニュース

その他 適時情報をアプリで

リチウム エリーパワー、銃弾貫通でも燃えない大型リチウムイオン電池を量産 https://t.co/kS7KrGTIBV #スマートニュース

燃料 藻類を利用した燃料電池で従来比5倍の出力密度 - ケンブリッジ大 | マイナビニュース https://t.co/WS3m2weUph #マイナビニュース

その他 電子書籍端末ファーストの雑誌があれば良いのに。ソニーREADER端末を持っているが。

その他 株を買っています。営業マンの心理学入門。

リチウム　鉄 安価な鉄系正極材料でリチウムイオン電池を高容量化 - ノースウェスタン大 https://t.co/ujqDHYmJn7 #マイナビニュース

その他 2017年の目標を振り返る、そして2018年の目標

全固体　マグネシウム 全固体マグネシウムイオン電池向けの固体電解質を発見 - バークレー研究所など | マイナビニュース https://t.co/9tLEPpZP4x #マイナビニュース

太陽 グアニジン添加によってペロブスカイト太陽電池の安定性が向上 - EPFL | マイナビニュース https://t.co/m5drfzaH3t #マイナビニュース

太陽 「ヒトの眼」に着目して生まれた透ける太陽電池 - 変換効率は約10% | マイナビニュース https://t.co/AfLLV20jW6 #マイナビニュース

リチウム 切断、水没、弾道衝撃にも耐える高安全性リチウムイオン電池を開発 | マイナビニュース https://t.co/WNFPImqnbo #マイナビニュース

マグネシウム マグネシウム二次電池の劣化メカニズム解明、電池設計に指針 - バークレー研究所 | マイナビニュース https://t.co/Zg9aWiIaPm #マイナビニュース

EV Imecとパナソニック、次世代車載電池向け固体ナノコンポジット電解質を開発 | マイナビニュース https://t.co/OjTIqodVx1 #マイナビニュース

太陽 ペロブスカイト太陽電池でブレークスルー、安価な材料で耐久性向上 - EPFL | マイナビニュース https://t.co/1W0sH3KlDL #マイナビニュース

太陽 量子ドット太陽電池の変換効率記録更新、13.4% - NREL | マイナビニュース https://t.co/JxDMiu1QI4 #マイナビニュース

太陽 東大、ペロブスカイト太陽電池で変換効率２０．５％－希少金属使わず実現 | 科学技術・大学 ニュース | 日刊工業新聞 電子版 https://t.co/qg3YRN2TvJ

マグネシウム マグネシウム二次電池の劣化メカニズム解明、電池設計に指針 - バークレー研究所 | マイナビニュース https://t.co/Zg9aWiIaPm #マイナビニュース

EV 上期好調も、創業100周年へ向け「テスラリスク」が残るパナソニック (2) テスラ向け生産電池を住宅用にも転用 | マイナビニュース https://t.co/Sx5QXCdmHl #マイナビニュース

太陽 理研、「京」でペロブスカイト太陽電池の新材料候補を発見 | マイナビニュース https://t.co/htjgog40Kq #マイナビニュース

フッ素 山梨大、固体高分子形燃料電池向けの高性能な非フッ素系電解質膜を開発 | マイナビニュース https://t.co/mTflls7XKL #マイナビニュース

EV RT @SuperAlloyZZ: アングル：トヨタ、次世代ＥＶ電池技術の開発急ぐ #SmartNews https://t.co/yJPSAnPP9R

EV RT @Seagull_unasaka: 車載電池では世界最大手パナソニック 旭化成 住友鉱も上げている https://t.co/s6Pt0a59B5

EV RT @gorinotsukudani: ＜東証＞パナソニックが２年４カ月ぶり高値 「車載電池増産」好感：日本経済新聞 https://t.co/k07QIoGjEs

EV RT @asahi: 車載電池、中国で増産検討 パナソニック、新規制に対応 https://t.co/MVTPzwOSkh

EV RT @pyontapyonkichi: 車載電池で中国メーカーのシェアが6割 今後は益々差を広げられるだろう 消費地に近いし自国企業優先 トランプ大統領が米国ファーストと叫び米国を優遇する施策をとるため 中国は自国企業ファーストを益々平気な顔で続けるだろう 日本にとってはこれも厳しい先行きとなる

EV RT @nikkei: パナソニックが１０００億円を投じ、ＥＶ用リチウムイオン電池の増産に乗り出します。ＥＶの心臓部である電池で日本勢が主導権を握れるかどうかは、自動車産業の国際競争力をも左右しそうです。https://t.co/RSAc3INxgN

その他 2017年の目標の中間報告と次なる課題

その他 医学生理学 ノーベル賞

その他 大学で学んだ30の研究手法

経済 東芝ウォッチ

アルミニウム空気電池の電圧 Voltage in Aluminum air battery

Consider the voltage of an aluminum air battery.

Citing a DIY photo of an aluminum-air charcoal battery from Saito's Science published in 1999.

A stainless steel or corrosion-resistant plated spoon is used as the core.

It is surrounded by activated charcoal of about 3mm diameter.I am curious about the nature and shape of this activated charcoal.

　　

The activated charcoal is wrapped with kitchen paper, aluminum foil, and saran wrap.

Just touching aluminum and stainless steel with a human hand has an electromotive force of 0.5 volts, he said.

We have also been able to measure 0.5 volts of electromotive force when placing aluminum and copper coins (1 yen and 10 yen coins) on the tongue or between them with kitchen paper.

　than aluminum and copper.

The aluminum and carbon electrodes have a higher electromotive force and current.

The potential difference in the database is as follows.

1.6 volts between aluminum and hydrogen

2.0 volts between aluminum and copper

0.5 volts between aluminum and copper, so the actual measurement is

1.5 volts less than the theoretical value.This 1.5 volts is presumed to be the voltage loss.

Aluminum and copper will melt on the tongue in extremely small amounts.Copper, in particular, is a precious metal that does not dissolve easily.However, some people can taste them, so they probably dissolve.

The article states that a battery made of activated charcoal and aluminum foil with a spoon as its core measured a voltage of 1.25 volts.Add to this a voltage loss of 1.5 volts and you get 2.75 volts.

This 2.75 is almost identical to the theoretical value of 2.71 volts on the wiki.

The potential at which aluminum dissolves in alkali is

minus 2.31 volts,

The potential for oxygen to dissolve in water is

plus 0.4 volts

The actual measurement for the case where strong alkali is not used is as follows

The actual value without strong alkali is 0.7 volts.

Saito's science measured 0.5 volts for an aluminum-copper battery in tongue,　

0.7 volts actual value for aluminum air battery in salt water in wiki,

These are realistic values of actual measurements.

I have also measured about 0.5 volts for an aluminum air battery.

The brine aluminum-air battery has a potential difference of 1.2 volts between the aluminum foil and the carbon air electrode, if the voltage loss is compensated for, which is supposed to be the case.

　

The 1.25 volts in Saito's aluminum-activated carbon air battery is a very large voltage compared to the 0.7 volts in the wiki.It is also above the upper limit of what is considered to be the original potential difference of an aluminum air battery in salt water.

The photographic evidence shows 1.014 volts.It is being held tightly by hand and the aluminum foil has been deformed to fit the shape of the activated carbon.The temperature may have also increased.

In wiki,

The original theoretical potential difference of an aluminum air battery using salt water is 1.2 volts

and it does not describe the anode and cathode reactions corresponding to the potential difference in the description.

　I am not sure of the theory behind the actual measured 1.25 volts with the hand-holding effect compared to the 0.7 volts of a typical salt aluminum-air battery.

https://sai.ooiso.net/r19/990818/000.html　　　

This is Saito's science URL.　

Voltage is a mystery.

Intercalation of porous carbon.

The schematic diagrams of lithium-air and zinc-air batteries show schematically how oxygen enters the holes or layers of porous carbon.

The schematic diagram of a zinc electrode also shows the electrode state where metal and oxide coexist.

Between the electrodes are partitions of solid electrolyte and ion exchange membranes.For this partition, Saito's DIY method uses kitchen paper moistened with salt water.

A demonstration by the Chiba Institute of Technology introduces an aluminum air battery at 0.8 volts.

He did not clench the aluminum foil around the activated carbon grains by hand.If carefully made, 0.8 volts can be produced.

Incidentally, Chiba Institute of Technology's tester has two ranges for voltage, millivolts or volts.The current was in three ranges: microamperes, milliamperes, and amperes.

Carbon pores come in various sizes.It seems that not only are there pores that allow oxygen to enter, but also pores that allow lithium and aluminum ions to enter (intercalation).

The difference in potential between the intercalation potential of those ions and the ionization potential of the metal may be the true potential of the aluminum-air battery that is actually measured?I imagine that this is the true nature of the measured potential of the aluminum air battery.

While the theoretical value of the ionization of aluminum is clearly defined at minus 1.6 volts, the potential of intercalation to carbon is not so clear.Comparing the reaction of metal ions precipitating from water and intercalating into the carbon layer, the same is true for adsorption from the electrolyte solution to the electrode side.

This is similar to electrolytic refining, where a small voltage is applied externally to dissolve the metal on one side and precipitate it on the opposite side.

I imagine that the voltage for this intercalation to occur and the voltage loss of the aluminum-air battery may be related.

There may also be a voltage difference between the potential of oxygen entering the carbon layer and the potential of oxygen leaving the battery.

Also, the metal and oxygen would combine inside the carbon layer to form hydroxide.Even if hydroxide precipitation is formed inside the pores, the carbon electrode as a whole is conductive.

Let us imagine that there should be a carbon layer where oxygen can enter and a carbon layer where metal ions can enter, and they should be close to each other.

Role of the porous carbon electrode in an air battery

What is the role of the carbon electrode during discharge?

The role of the carbon electrode during discharge would be to take in oxygen and metal ions as hydroxides, while maintaining conductivity as an electrode.

In the cathode of a lead-acid battery, lead dioxide is used for its conductivity.

In air batteries, the key technology would be a carbon electrode that retains conductivity as an entire electrode even when less conductive oxides or hydroxides are deposited, similar to the lead oxide in lead-acid batteries.

Is the low conductivity oxide or hydroxide intercalating into the carbon electrode aluminum oxide or aluminum hydroxide, or sodium oxide or sodium hydroxide?

Thinking up to this point, we realize that a porous carbon electrode could localize sodium hydroxide as well as aluminum hydroxide.

It is possible that the activated carbon used in Saito's science class could have generated chlorine gas from the salt to make sodium hydroxide, and that the strong alkali would dissolve the aluminum, resulting in a high voltage.

What kind of activated carbon would be used to generate trace amounts of chlorine gas from salt?

Electrolysis of brine generates hydrogen and chlorine.Hydrogen is generated at the cathode and becomes alkaline.The anode generates chlorine, making it acidic.

This may be the reaction that occurs in the electrode of activated carbon particles.It can be assumed that chlorine gas is generated locally in the carbon electrode.

Just as corrosion occurs in a local battery, there could be a local reaction within the carbon electrodes of the battery.

I tried various imaginations to explain the 1.25-volt voltage of the aluminum-air battery.

The conductive porous carbon electrode has a secret.I would like to process this with salt agar with activated carbon to make it easier to use.I plan to make an electrode with more activated carbon and less agar, using the sponge as the agar core.

アルミニウム空気電池の電圧を考える。

1999年公開の斎藤の理科からアルミ空気炭電池のＤＩＹ写真を引用する。

ステンレスまたは防蝕めっきしたスプーンを芯にして

３ミリ径ほどの活性炭で周りを固めている。この活性炭の性質や形状が気になる。

　　

キッチンペーパー、アルミ箔、サランラップで活性炭を巻いています。

アルミとステンレスを人間の手で触るだけで起電力0.5ボルトはある、という。

アルミと銅の硬貨（１円玉と10円玉）を舌に乗せたり、キッチンペーパーで挟むときも起電力0.5ボルトを測定できている。

　アルミと銅より

アルミと炭素電極のほうが起電力も大きく電流も大きいという。

データベースの電位差は以下の通り。

アルミと水素間で1.6ボルト

アルミと銅間で2.0ボルト

アルミと銅で0.5ボルトの実測だから

理論値より1.5ボルト小さい。この1.5ボルトが電圧損失だと推測される。

アルミや銅が舌で溶けるのは極めて微量だろう。特に銅は溶けにくい貴金属だ。だが味を感じる人はいるから溶けるのだろう。

スプーンを芯に活性炭とアルミニウム箔で作る電池が電圧1.25ボルトを実測したと書いてある。これに1.5ボルトの電圧損失を加えると2.75ボルト。

この2.75はwikiでの理論値2.71ボルトにほぼ一致している。

アルミがアルカリに溶ける電位が

マイナス2.31ボルト、

酸素が水に溶ける電位が

プラス0.4ボルト

と説明されている。

強アルカリを使わない場合の実測値は0.7ボルト。

斎藤の理科で舌でアルミ銅電池が0.5ボルト実測値、　

wikiで食塩水でのアルミ空気電池が0.7ボルト実測値、

これらは実測値の現実的な値だ。

私の実測でもアルミニウム空気電池は0.5ボルトほどだ。

食塩水のアルミ空気電池には電圧損失分を補うと、本来は1.2ボルトの電位差がアルミ箔と炭素空気極間にある、とされる。

　

斎藤さんのアルミ活性炭空気電池の1.25ボルトは、wikiでの0.7ボルトと比べて非常に大きな電圧だ。また食塩水でのアルミニウム空気電池の本来の電位差とされる値の上限を超えている。

証拠写真には1.014ボルトが撮影されている。手で強く握り締めていて、アルミ箔も活性炭の形に合わせて変形している。温度も上がっているかもしれない。

wikiでは、

食塩水を使うアルミ空気電池の本来の理論電位差は1.2ボルト

との説明の電位差に対応するアノード、カソードの反応は書かれていない。

　一般的な食塩アルミ空気電池の0.7ボルトに比べて、手で握る効果で1.25ボルトを実測できた理論がよく分からない。

https://sai.ooiso.net/r19/990818/000.html　　　

斎藤の理科のURLだ。　

電圧だけでも謎が多い。

【多孔質炭素のインターカレーション】

リチウム空気電池、亜鉛空気電池の模式図を見ると、多孔質炭素の穴または層に酸素が入る様子が模式的に示されている。

また亜鉛電極の模式図では金属と酸化物の共存する電極状態も示されている。

電極間には固体電解質やイオン交換膜の仕切りがある。この仕切りを斎藤さんのＤＩＹでは食塩水で湿らせたキッチンペーパーを使っている。

千葉工業大学のデモンストレーションでアルミ空気電池が0.8ボルトであると紹介されている。

活性炭粒の周りのアルミ箔を手で握り締めるようなことはしていない。丁寧に作れば0.8ボルトは出せる。

ちなみに千葉工業大学のテスターは電圧はミリボルトかボルトの２レンジ。電流はマイクロアンペア、ミリアンペア、アンペアの３レンジのあるものを使っていた。

炭素の細孔にはさまざまな大きさがある。酸素が入ると細孔だけでなく、リチウムやアルミのイオンが入り込む（インターカレーション）する細孔もあるようだ。

そのイオンのインターカレーションの電位と金属のイオン化の電位差が実測されるアルミ空気電池の電位の正体ではないか？と想像している。

アルミのイオン化がマイナス1.6ボルトに理論値がはっきりしているのに対して、炭素へのインターカレーションする電位ははっきりしない。金属イオンが水から析出する反応と炭素層にインターカレーションする反応を比べてみると、電解質液から電極側に吸着するという点は同じだ。

これは外部から小さな電圧をかける電解精錬のように一方で金属を溶かし、対極で金属を析出させる時と似ている。

このインターカレーションが起きるための電圧と、アルミ空気電池の電圧損失は関係あるかもしれないと想像している。

炭素層に酸素が入ってくる電位と電池内へ出ていく時の電位でも、電圧の違いがありそうだ。

また炭素層内部で金属と酸素が結合して水酸化物ができるだろう。細孔内部に水酸化物の析出ができても、炭素電極全体では導電性がある。

酸素が入る炭素層と金属イオンが入る炭素層があって互いに近いと良いと、想像してみる。

【空気電池の多孔質炭素電極の役割】

放電時の炭素電極の役割は、

酸素を取り込み金属イオンを水酸化物として取り込みながら、電極としての導電性を保つことだろう。

鉛蓄電池の正極では、二酸化鉛が導電性があることを利用している。

空気電池では導電性の低い酸化物または水酸化物が析出しても電極全体として導電性を保つ炭素電極が、鉛蓄電池の酸化鉛と似たような鍵の技術となる。

炭素電極にインターカレーションする導電性の低い酸化物や水酸化物はアルミ酸化物や水酸化アルミニウムなのか、ナトリウム酸化物や水酸化ナトリウムなのか？

ここまで考えて、多孔質炭素電極は水酸化アルミニウムだけでなく水酸化ナトリウムも局所的に発生する可能性に気がつく。

斎藤の理科で使われた活性炭が、食塩から塩素ガスを発生させて水酸化ナトリウムをできて、その強アルカリでアルミニウムが溶けて高い電圧が得られた可能性がある。

食塩から微量な塩素ガスが発生させるための活性炭はどんなものだろうか？

食塩水を電気分解すると水素と塩素が発生する。陰極で水素発生してアルカリ性になる。陽極で塩素発生して酸性になる。

これが活性炭粒子の電極のなかで起きた反応かもしれない。炭素電極のなかで局所的に塩素ガスが発生したと推測できる。

腐食が局所電池で進むように、電池の炭素電極内の局所反応もあり得るだろう。

アルミニウム空気電池の1.25ボルトの電圧を説明するためにいろんな想像をしてみた。

導電性多孔質炭素電極には秘密がある。これを活性炭入りの食塩寒天で使いやすく加工してみたい。スポンジを寒天の芯にして活性炭を増やして寒天を減らした電極を作る予定だ。

Iron-air battery DIY plan 鉄スポンジ型充放電電池の作製と特性測定を計画

I tried to make my own iron-air battery and charge and discharge it before.The problem was poor adhesion with the kitchen paper that divides the electrodes.

Binchotan is crushed into powder and hardened with glue or agar throughout both electrodes on both sides of the kitchen paper.The iron electrode is a sponge with iron powder deposited on it.I will try again with copper plate or sponge with copper powder deposited on the opposite electrode.

A coffee milling machine will be useful to crush the charcoal.For the glue, I will try gelatin, agar, arabic glue, wood glue, and salt water.

The sponge is 1 cm thick with large holes throughout.Cut and trim with scissors.

The iron source is disposable body warmer.

Copper source is copper sulfate.Or use a copper salt solution made by oxidizing and dissolving a copper plate in Sampol hydrochloric acid.

Charge-discharge and cycle characteristics are also measured.We have confirmed that the first three discharges are at a high voltage and current, and we would like to try more than 20 charge-discharge cycles.

Examine the weight and electric energy before and after charging and discharging.Measure the amount of electricity discharged in relation to the amount of electricity charged.

Use vinegar and salt as electrolyte.Add Sampol hydrochloric acid and measure the PH.Compare before and after charging/discharging and before and after cycle characteristic measurement.

We will also compare the battery characteristics when the electrolyte solution is shaken and the liquid flows in the electrolyte solution.

Install electrical wires in multiple locations to check electrical characteristics.Compare the electromotive force at each electrode position.

鉄空気電池の自作と充電と放電を以前試しました。電極を仕切るキッチンペーパーとの密着が悪いのが課題でした。

備長炭を砕いて粉にしてキッチンペーパーの両面の両電極全体を糊や寒天で固める。鉄電極はスポンジに鉄粉を析出させた物。対極を銅板かスポンジに銅粉を析出させた物で再度トライする予定。

炭を砕くのはコーヒーミルサーが役立ちそう。糊はゼラチン、寒天、アラビック糊、木工ボンドに食塩水を加えてみる。

スポンジは１センチ厚で全体の穴の大きなスポンジ。ハサミで切り整える。

鉄源は使い捨てカイロ。

銅源は硫酸銅。または銅板をサンポール塩酸のなかで酸化溶解させて作る銅塩の液を使う。

充放電特性、サイクル特性も測る。最初の３回ぐらいは高い電圧電流の放電が出来るのは確認できている。20回以上の充放電サイクルを試したい。

充放電前後の重量や電気量を調べる。充電電気量に対して放電電気量がどの程度か、を実測する。

電解液に食酢と食塩を使う。サンポール塩酸も追加してみる。PHも測る。充放電前後やサイクル特性測定前後で比べる。

また電解質液のなかで揺らして液をフローさせた時の電池特性も。

電気特性を調べるための電線を複数箇所に仕込んでおく。電極の位置ごとの起電力を比べる。