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Tradotto
Batteria a gas di Grove
Ogni pila prima di questa portava con sé il proprio combustibile. La pila di Volta mangiava i suoi dischi di zinco; la pila di Daniell mangiava un'asta di zinco e una soluzione di solfato di rame. Finito il metallo, finita la pila, e l'unico modo per avere più energia era costruirne una più grande.
Nel 1839 William Robert Grove, un avvocato che faceva fisica nel tempo libero, riferì altro sulla Philosophical Magazine. Immerse a metà due lamine di platino in acido solforico diluito e chiuse la metà superiore dell'una in idrogeno e quella dell'altra in ossigeno. La pila dava circa un volt senza alcun metallo consumabile al suo interno: il platino restava intatto, e ciò che si consumava era il gas. Ne impilò cinquanta in quella che chiamò batteria voltaica a gas e la usò per elettrolizzare l'acqua, facendo girare la reazione all'indietro con sé stessa.
Questa è per intero l'idea della cella a combustibile, ed è arrivata centoventi anni prima che qualcuno potesse usarla. Il motivo è nel terzo passo: la reazione può avvenire solo lungo la linea in cui gas, liquido e catalizzatore si incontrano, e su un filo di platino liscio quella linea è brevissima. Le pile di Grove davano una buona tensione e quasi nessuna corrente. Tutto ciò che è venuto dopo — il nero di platino, le piastre porose di Mond e Langer, gli elettrodi di nichel in pressione di Bacon, lo stack a membrana moderno — è un attacco a quell'unico problema geometrico.
Grove non la brevettò mai. La pubblicò, in una lettera, e passò a discutere della conservazione dell'energia.
Intermedio
45 minuti
Istruzioni
1
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Costruire le due semicelle a gas
Costruire le due semicelle a gas
Riempi a metà un becher da 250 ml con acido solforico 1 M (diluisci 55 ml di acido al 50% fino a 500 ml, l'acido NELL'acqua, con occhiali e guanti).
Riempi due provette con lo stesso acido, capovolgile nel becher senza far entrare aria e fissale con la bocca in giù. Fai salire un filo di platino dentro ogni provetta, così che l'estremità inferiore resti nel liquido e quella superiore stia nella parte vuota in cima.
Materiali per questo passaggio:
Sulfuric Acid - 50%60 ml
Platinum Wire2 pezzi
Distilled Water (Lab Grade)500 mlStrumenti necessari:
Borosilicate Beaker
Test Tube Set
Lab Safety Goggles (Chemical Splash)
Chemical-Resistant Gloves
Lab Stand & Clamp Set2
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Caricarla con il suo stesso gas, poi leggerla
Caricarla con il suo stesso gas, poi leggerla
Collega i due fili di platino a un alimentatore da 3 V per 60 secondi. Il gas si raccoglie in cima alle provette: idrogeno sul filo negativo, ossigeno sul positivo, circa il doppio di idrogeno.
Stacca l'alimentatore e metti il multimetro direttamente sugli stessi due fili. Leggi la tensione a vuoto ogni 30 s per cinque minuti e annotala. Poi carica con 1 kOhm e rileggi la tensione: la corrente è quella tensione divisa per 1000.
Strumenti necessari:
Adjustable Bench Power Supply
Digital Multimeter - Lab Grade
Alligator Clip Test Leads
1/4W Resistor Kit
Stopwatch3
3
Scoprire che cosa la strozza
Scoprire che cosa la strozza
La tua pila tiene una tensione discreta ed eroga una corrente misera. È il risultato stesso di Grove, e ha quattro cause possibili. Provale in quest'ordine: ogni prova cambia una cosa sola, e la risposta nomina il collo di bottiglia.
Flow
Loading...
Strumenti necessari:
Digital Multimeter - Lab Grade4
4
Il volt che non puoi superare
Il volt che non puoi superare
Loading Jupyter Notebook...
Strumenti necessari:
Desktop Computer5
5
Storia e contesto
Storia e contesto
Ciò che Grove pubblicò (1839, Philosophical Magazine ser. 3 vol. 14): due elettrodi di platino, acido solforico diluito, idrogeno su uno e ossigeno sull'altro, circa un volt per elemento, cinquanta in serie. Non fu mai depositato un brevetto. Il nome cella a combustibile non è suo: lo coniarono Ludwig Mond e Carl Langer nel 1889 per una versione con piastre porose e una matrice che tratteneva l'elettrolita.
Specifica di costruzione moderna (derivata, non di Grove): acido solforico 1 M invece della concentrazione che non indicò, filo di platino invece di lamine, un alimentatore da banco invece di una seconda batteria per produrre il gas. La chimica non cambia.
Perché ha dovuto aspettare: il platino era l'unico catalizzatore utilizzabile e la reazione avviene solo dove gas, acido e metallo si toccano. Francis Bacon passò dal 1932 al 1959 a sostituire il platino con nichel poroso in pressione e arrivò a 5 kW; è quella macchina, non quella di Grove, l'antenata delle celle che volarono sull'Apollo. La lettura onesta di Grove è che dimostrò un principio e lasciò l'ingegneria aperta per un secolo.
Materiali
3- Sulfuric Acid - 50%10% commissione60 mlSegnaposto
- Platinum Wire100% commissione2 pezziSegnaposto
- Distilled Water (Lab Grade)10% commissione500 mlSegnaposto
Strumenti richiesti
11- Borosilicate Beaker10% commissioneSegnaposto
- Test Tube Set10% commissioneSegnaposto
- Lab Safety Goggles (Chemical Splash)10% commissioneSegnaposto
- Chemical-Resistant Gloves10% commissioneSegnaposto
- Lab Stand & Clamp Set10% commissioneSegnaposto
- Segnaposto
- Digital Multimeter - Lab Grade10% commissioneSegnaposto
- Alligator Clip Test Leads10% commissioneSegnaposto
- 1/4W Resistor Kit10% commissioneSegnaposto
- Stopwatch10% commissioneSegnaposto
- Desktop Computer100% commissioneSegnaposto
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