Батарейка Карпена (Karpen's Pile)

А какое отношение рациональное мышление имеет к Вашей вере в то, что всего вышеперечисленного не существует? Лет двести назад в Ваш список наверняка попали бы электричество и самодвижущиеся повозки, летающие механизмы тяжелее воздуха и мобильные телефоны, и многое другое.
Лично я сталкивался и с проявлением нематериального мира, когда в молодости вызывали духов, и НЛО попал в кадр, когда друг снимал на видеокамеру мой первый полет на параплане. А вера в невозможность заговоров мне вообще непонятна. Здесь-то какие законы физики нарушаются?

 

По фразе "Karpen's Pile" поисковиком в Инете найден ресур более или мене подробно раскрывающий суть устройства: <a class="postlink" href="http://www.rexresearch.com/karpen/karpen.htm" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.rexresearch.com/karpen/karpen.htm</a> ( при проблемах с отображением ссылки, ввести в адресную строку руками заменяя подчеркивание на точки www_rexresearch_com )

В тексте сделана ссылка на французский патент: FR577087 Pile électrique.
Исходный патент вытянут из базы патентов <a class="postlink" href="http://worldwide.espacenet.com/searchResults?bookmarkedResults=true&submitted=true&DB=EPODOC&locale=ru_ru&sf=a&FIRST=1&CY=ru&LG=ru&&TI=&AB=&PN=FR577087&AP=&PR=&PD=&PA=&IN=&EC=&IC=" onclick="window.open(this.href);return false;">http://worldwide.espacenet.com/searchRe ... N=&EC=&IC=</a>
( аналогично при проблемах при отображении ссылки, искать по номеру патента FR577087 на ресурсе worldwide_espacenet_com )
В тексте патента - рисунки поясняющие суть изобретения.
Перевод (попытка приблизится к исходному смыслу изобретения):

FR577087
Pile électrique
Vasilesco Karpen

Электрическая батарея. Предмет настоящего изобретения - электрическая батарея, преобразовывающая тепло окружающей среды в электроэнергию. Эта батарея формируется, либо двумя жидкими фазами, либо одной жидкой фазой и газовой фазы, либо двух фаз, находящихся в контакте, но не поддающихся смешиванию, либо наконец единственной жидкой фазы и двух электродов из металла или из угля в контакте с фазами. Во всех случаях электроды не вступают в реакции с жидкостями или газовыми фазами, с которыми они находятся в контакте, их вес и их химический состав остаются неизменяемыми во время отдыха и функционирования батареи, отличающимися в этом от всех известных батарей. То же самое соблюдается для различных жидких или газовых фаз батареи, которые не вступают в химические реакции между элементами батареи, фазами и электродами.
Фигуры 1, 2, 3 показывают различные варианты реализации батареи, предмета изобретения.

Фигура 1 представляет батарею, образованную двумя жидкими фазами A и B, электродами полностью погруженными один в фазу A, другой в фазу B.
Пример по Фигуре 1. Фазы A и B возникающие в результате смешивания воды, амилового спирта и едкого натра, в смеси, которая находится в равновесии, в двух фазах; фаза B главным образом водная, фаза A главным образом спиртовая. Электроды из угля или платины. Электродвижущая сила, направленная от A к B, созданная температурой помещения, приблизительно 0,4 вольта.

На Фигуре 2 представлена батарея, в которой одна из фаз жидкая а другая фаза жидкая или газовая. Один из электродов частично находится в одной из фаз, частично в другой фазе, второй электрод полностью находится в одной из фаз.
Пример по Фигуре 2. Фаза B образована водяным раствором едкого натра, фаза A образована воздухом и парами B или бензина. Электроды из платины, никеля или угля. Электродвижущая сила, направленная от A к B, созданная температурой помещения, от 0,4 до 0,8 вольта

Фигура 3 представляет батарею, образованную единственной жидкостью, в которой находятся два различных электрода.
Пример по Фигуре 3. Жидкость из воды дает хороший эффект электролизацией щелочной солью, например углекислым натрием и электродами образованными: либо двумя различными металлами как платина и никель, либо из металлического электрода и другого электрода из угля, либо еще из электрода из угля и из другого электрода так же из угля, но различного свойства, например: электрод из графита и другой из сажи (ретортного угля) или один электрод из древесного угля а другой из сажи (ретортного угля), и т.д... Электроды могут быть массивными или образованными из порошка, содержавшимися в мешочках или из пористых сосудов, и т.д.. Электродвижущая сила между 0,4 и и 0,8 вольт.

Во всех способах выполнения представленных батарей, фазы в химическом равновесии; реакция не проходит между контактирующими фазами, не происходит изменение концентрации фаз, как это происходит при функционировании известных батарей. Изменения не происходят также с весом или природой электродов. Батарея остывает во время функционирования, это смягчается окружающей средой, которой может быть естественная среда, комната, поверхность тела, земля, и т.д., и получает из этой среды эквивалентную теплу произведенную электроэнергию.
Известные батареи забирают из внешней среды тепло эквивалентное произведенной электроэнергии, но во время функционирования этих батарей концентрация электролита вокруг электродов стремится сравняться и электродвижущая сила этих батарей доходит до нуля; при этом количество электричества ограничено. Напротив в представленный батарее концентрации фаз в контакте с электродами поддерживаются неизменяемыми, количество электричества, которую эта батарея может выработать не ограничено. Эта батарея бесконечно изменяет тепло окружающей среды в электрическую энергию, следовательно противоречит второму принципу термодинамики.

Формула изобретения
1.Электрическая батарея неограниченного срока, превращающая тепло окружающей среды в электрическую энергию не ограниченно и полностью; характеризуется использованием единственной жидкости неизменяемого состава или двух жидких или газовых фаз в контакте не поддающихся смешиванию, использованием двух неуязвимых электродов в контакте с фазами и тем, что никакая реакция не происходит во время покоя или функционирования батареи и всеми использованными элементами батареи, остающимися неизменными.
2. В некоторых случаях, обе фазы батареи по пункту 1 должны быть жидкие; один из электродов полностью погружен в одну из фаз, другой электрод полностью погружен в другую фазу.
3 Обе фазы в батарее по пункту 1 жидкие, но один из электродов полностью погружен в одну из фаз, в то время как другой электрод частично погружен в одну фазу и частично в другую фазу.
4 В варианте батареи по пункту 1 одна из фаз жидкая, другая фаза газовая, один из электродов погружен в жидкую фазу, другой электрод частично в жидкой фазе и частично в газовой фазе.
5 В других случаях батарея по пункту 1 включает единственную жидкую фазу, в которой погружены два электрода сделанные из различных материалов и неуязвимые для жидкости.

Действующая модель Карпена сделана по 3 типу батареи, батарея проработала с 1950 года. Согласно текста ( <a class="postlink" href="http://www.rexresearch.com/karpen/karpen.htm" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.rexresearch.com/karpen/karpen.htm</a> ) "один из электродов сделал из золота, другой из платины, электролит - высокой чистоты серная кислота".

На ресурсе ( <a class="postlink" href="http://www.free-stalker.ru/viewtopic.php?f=133&t=847" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.free-stalker.ru/viewtopic.php?f=133&t=847</a> ) дана информация:
"Опытный образец состоит из двух гальванических элементов, приводящих в движение гальванометрический двигатель, и выключателя, который на каждые пол-оборота двигателя замыкает цепь, а затем ее размыкает. Время обращения двигателя тщательно подобрано таким образом, что его достаточно для того, чтобы гальванический элемент полностью перезарядился, сменив, при этом, свою полярность."


Батарея Карпена близка к батарее русского ученого Василия Петрова ( <a class="postlink" href="http://x-faq.ru/index.php?topic=166.msg1115#msg1115" onclick="window.open(this.href);return false;">http://x-faq.ru/index.php?topic=166.msg1115#msg1115</a> ):
"В далеком 18.. (не помню точно) году русский ученый Василий Петров соорудил батарею состоящую из чередующихся медных и цинковых кружков,между этими кружками была проложена ткань-чтобы изолировать кружки друг от друга,затем в эту батарею залили пресную воду и погрузили в лодку,в лодке был установлен электромотор мощностью около 2 килловатт , батарея установленная в лодке выдавала примерно такую же мощность,после этого несколько дней проходили испытания на одной из рек,электромотор работал бесперебойно,не подвела и медно-цинковая батарея , выводы были такие- без расхода какого либо топлива(за исключением воды-мизерный расход) можно было питать электромотор в лодке,такая батарея очень хорошо подходит для речного транспорта оборудованного электромотором."

Батарея Карпена по принципу работы так же похожа на земляные батареи.
На YouTube много видероликов (поисковая фраза Water batterey) по водяной батарее (как на основе соляных или кислотных электролитов, так и на пресной воде).

Скорее всего эффект выработки электроэнергии основан на двойном электрическом слое. Предположительно вырабатываемый ток должен зависить от площади электродов, итоговый вольтаж наращивается последовательным соединением простых элементов Карпена.

С уважением...<br /><br />-- добавлено: 07 янв 2012, 04:05 --<br /><br />В дополнение - батарея Карпена, один из фактически выполненных "в металле" монотермов (тепловых устройств производящих полезную работу, не требующих перепада температур для своей работы, перепад темератур создается в самом устройстве). Широко известный массово повторяемый монотерм - "фонтан Кулибина" (часы Кулибина) или он же - кольцар Лазарева (работает на разности давления пара жидкости над ровной поверхностью жидкости и менисками в капиллярах). Кольцар Лазарева довольно подробно рассмотрен в работах профессора Вейника в его книге "Термодинамика реальных процессов".

 

Дополнительная информация по батарее Карпена <a class="postlink" href="http://www.infoniac.ru/news/Batareika-Karpena-istochnik-pitaniya-kotoryi-rabotaet-nepreryvno-60-let.html" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.infoniac.ru/news/Batareika-K ... 0-let.html</a> :

"И все-таки она крутится?"

Первый прототип запатентованного изобретения, собранный в 1950-ом году, состоит из двух последовательно соединенных электрических батареек, вращающих гальванометрический мотор (то есть, мотор, работающий от электричества, возникающего при соприкосновении некоторых разнородных металлов). Мотор двигает пластинку, которая заставляет работать выключатель. Каждый раз, как двигатель делает пол-оборота, пластинка размыкает цепь и замыкает ее в начале второго пол-оборота. Время, за которое пластинка делает полный оборот, было тщательно откалибровано с тем, чтобы батарейки имели возможность подзарядится и поменять полярность, пока цепь разомкнута. Потом все начинается сначала.

По задумке автора изобретения, задача мотора и пластинки состояла только в том, чтобы продемонстрировать, что батарейки фактически продолжают постоянно генерировать электроэнергию. Больше мотор и пластинка ни для чего не нужны (а сейчас и подавно, так как любой простейший измерительный прибор позволит без проблем определить какие угодно параметры на выходе батареек, зафиксировав тем самым факт выработки электричества).

 

Единственная батарейка которая будет работать 60 лет это радиоизотопный теплогенератор.

 

К сожалению из за отсутствия возможности все пощупать руками, не удалось вживую понаблюдать радиоизотопный теплогенератор или собрать его в связи с отсутствием в свободном обращении достаточного количества радиоактивных веществ.
Так же как не видел в живую и аналогичное батарее Карпена устройство - ЗАМБОНИЕВ СТОЛБ (Zamboni pile), далее текст из энциклопедии:
"Замбониев (также сухой) столб (описан в 1812 г.), представляющий вольтов столб, в котором сухая бумага с заключенной в ней гигроскопической водой заменяет влажные фланелевые или картонные кружки между металлическими парами. Для составления его берут кружки покрытой с одной стороны фальшивым золотом (медная бронза) и фальшивым серебром бумаги и складывают их попарно, наподобие Вольтова столба. Такие пары, заключенные в стеклянную трубку, и образуют гальванический столб, представляющий хотя и слабый источник электричества, но продолжительно действующий (10-20 лет).»
Видео по современной репликации столба <a class="postlink" href="http://www.youtube.com/watch?v=icxHnB4sCQI" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.youtube.com/watch?v=icxHnB4sCQI</a>

К сожалению так же не приходилось видеть вживую Oxford Electric Bell, звонок в котором используются Замбониевые столбы и который согласно описания на <a class="postlink" href="http://www.nationmaster.com/encyclopedia/Oxford-Electric-Bell" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.nationmaster.com/encyclopedi ... ctric-Bell</a> (перевод сделан на скорую руку):
«Oxford Electric Bell» (Clarendon сухая батарея) расположен в фойе Кларендонской лаборатории в Университете Оксфорд. Он был куплен Робертом Уокером, профессором физики в Оксфорде, предположительно в период с 1839 по 1865 год, и несет метку его почерком, что он "создан в 1840-х", хотя позже примечание указывает, что он мог быть построен около 15 лет назад. В 2006 году, он все еще звонил, хотя слышно, что он приглушен стеклянным колпаком.
Экспонат состоит из двух медных колоколов, находящихся каждый над сухой батареей, пары батарей, соединенных последовательно. Металлический шар около 4 мм в диаметре вставленный в просвет между батареями, звонит в колокола под действием электростатических сил. Когда колотушка касается одного колокола, он взаимодействует с этой батареей, а затем электростатически отталкиваться, притягиваясь к другому колоколу. Попадая в другой колокол, процесс повторяется. Использование электростатических сил означает, что при высоком напряжении, необходимым для создания движения, только небольшое количество заряда перетекает с одного колокольчика на другой (…кусок текста не перевел…). Частота его колебаний - около 2 Гц. К 2006 году колокола пробили порядка 10 миллиардов раз.
Пожалуй, самая интересная часть звонка – устройство батарей. Никто не уверен в том, как они сделаны, но известно, что они покрыты серой для предотвращения воздействия атмосферной влаги. Записи, которые скорее всего были сделаны в период создания Замбониевых столбов, показывают, что они вероятно из чередующихся слоев металлической фольги и бумаги с покрытием диоксидом марганца.
Хотя устройства такого рода теперь нельзя считать новинкой, в один момент, они сыграли важную роль в разделении двух различных теорий электрических взаимодействий: теории контактного напряжения (устаревшая научная теория, которая потом основывалась на электростатических принципах) и теории химического воздействия.
В книгу Рекордов Гиннеса - записан как "самая долговечная батарея" совершающая "непрестанное tintinnabulation"»

Tintinnabulation – музыкальный стиль (от латинского tintinnabulum, колокольчик).
То есть – это электростатический звонок, который примерно с 1840 года непрерывно ударяет в чашки звонка с частотой 2 Гц. Видео предположительно по оригиналу: <a class="postlink" href="http://www.youtube.com/watch?v=1Dx1-f8xQio" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.youtube.com/watch?v=1Dx1-f8xQio</a>
Современная репликация Звонка: <a class="postlink" href="http://www.youtube.com/watch?v=kkscKsc1hno" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.youtube.com/watch?v=kkscKsc1hno</a>

 

Сухой вольтов столб штука конечно прикольная, но малоприменимая, ибо как вы сами заметили ток отдаваемый элементом ничтожный.

 

Согласен, с Вами уважаемый оппонент! Но инженерным решением можно это опрокинуть. Вопрос в отношении к жизни и принципиальной возможности существования таких устройств, противоречащих классической науки. Сухой столб приведен в пример как реально существующий "долгоживущий" не оптимизированный источник энергии берущий её из окружающей среды без использования для этого специальных условий (как то - использование разности энергетических потенциалов). Как где то писалось, что "единственная" область сферы деятельности человека, где не возможно получить Нобелевскую премию - это инженерные изобретения (технические решения). У каждого в жизни свои цели и задачи и Вы с этим наверное согласны.
Для утрамбовки вопроса, сразу на вскидку пример использования "малоприменимого" сухого столба, без существенных изменений - создание сувенира "вечного двигателя" в той или иной форме на его базе в зависимости от фантазии автора. Стартапп проекта вообще офигительный: затраты минимальны (не требуется значительных капиталовложений), возможность производства сувениров кустарным методом (на коленке), возможность плавного наращивания объемов, присутствует возможность совмещения основной работы (если она есть) и производства сувениров (до момента устранения шероховатостей, выход на необходимые объемы, создания постоянной клиентуры...), отсутствует потребность в получении лицензий (как удалось уточнить сувениры не лицензируются, достаточно получить отказное письмо). Само распространение таких сувениров - как говорится "капля по капле"... «Малоприменимость» сухого столба - это зависит от точки зрения. Уважаю Вашу точку зрения, но не разделяю её.
Опять же плавный перевод стрелок на сухой столб или источник энергии на радиоактивных элементах - это уход от созданной темы (батарейка Карпена), где процесс извлечения энергии более оптимизирован. По моему мнению в патенте Карпена прямо указан путь оптимизации для увеличения тока - использование объемных электродов с развитой поверхностью (активированный уголь, губчатые/пористые металлы, порошки…).

Успехов Вам в Ваших начинаниях…

 

Добрый день!
Провел простейший эксперимент по созданию аналога батареи Карпена..
Подготовка к нему заняла некоторое время для поиска аналогов (информация практически отсутствует), выбора наиболее оптимальных веществ и материалов для эксперимента.

Получилось, что на первичном этапе наиболее оптимальным веществами для электродов являются медь и алюминий, электролитом – концентрированная уксусная кислота.
Преимущества:
- доступность (для алюминия = пищевая фольга, банки из под пива, напитков / для меди = широкое распространение медных изделий, медь широко используется при прокладки трасс кондиционеров, покрытия крыш медными листами, в электропроводке - шины, провода…, медная фольга чуть менее доступна),
уксусная кислота (эссенция) еще пока присутствует в широкой продаже (законодательством отнесена к прекурсорам-веществам, которые могут участвовать в процессе получения наркотических веществ).
- довольно низкие цены для составляющих
- химическая (коррозийная) стойкость для составляющих (медь и алюминий при нормальных условиях не реагируют с уксусной кислотой, для уменьшения коррозии требуется удаление из электролита растворенного кислорода, то есть герметизации рабочего объема)
- максимальное разнесение используемых металлов между собой в электрохимическом ряду напряжений металлов

С учетом определенных трудностей с приобретением медной фольги, была - куплена одностороння стеклотекстолитовая плата с медной фольгой (в радиомагазине), размер 15х10 см, которая послужила первым электродом.
Из пищевой фольги (фольга пищевая «Саянская», толщина 11 мкм) был вырезан второй электрод 15х10 см.
В пластиковую емкость уложен алюминиевый электрод, на него фильтровальная бумага (диэлектрический разделитель), сверху стеклотекстолит с медной фольгой (сторона с фольгой направлена к алюминию). Конструкция заливалась электролитом с полным погружением электродов в жидкость. Контакт с электродами – радиотехническими «крокодилами». Измерение тока и напряжения - на два китайских мультиметра (определенная погрешность в их показаниях выявлена при проверке цифр расчетом).

Эксперименты проводились с электролитом:
- вода из под крана (ожидаемый градус жесткости воды = 3-4 °Ж)
- электролит уксусная кислота 70% (измеренный рН=2,7), сняты рабочие параметры при различной нагрузке
- разбавленная уксусная кислота (разбавление водой из под крана на глазок, измеренный итоговый рН=2,9)


================================
Вода из под крана (ориентировочный градус жесткости воды = 3-4 °Ж)
На меди образуется плюс

Установившееся напряжение = 0,45в (в режиме холостого хода)
Установившийся ток при работе в режиме короткого замыкания (сразу на измеритель тока без дополнительных элементов в цепи) = 0,25-0,3 мА

При переключении на измерение напряжения (разрыв цепи нагрузки или то же самое происходит если вынуть электроды из электролита) – первичный ток 0,15 мА, медленно увеличивается (5-10 мин) до 0,25 мА . После разрыва цепи (или вынимание электрода из воды) имеет довольно пологую характеристику выхода на рабочий ток
Покачивание (движение электролита) меняет ток – прыгает сначала кратковременно (1-2 сек) вверх и устойчиво снижается (на 20-40%) в меньшую сторону, постепенно восстанавливается до рабочего.

Изменение температуры электролита (от +15 до + 50 С) – не выявили четко выраженного влияния на характеристики ячейки.

=================================

Уксус 70% (рН=2,7)
На меди образуется плюс

Установившееся напряжение 0,45-0,5в (в режиме холостого хода)
Установившийся ток при работе в режиме короткого замыкания (на измеритель тока) = 3,1мА, ток стартует с 0,8 мА вырастает за 5-10 мин до 3,1 мА
При полном коротком замыкании (замыкание проводом между электродами, время КЗ 3-5 сек), напряжение начальное (после КЗ) до 0,72в, довольно быстро (примерно за 3-5 сек) падает до 0,45-0,5в

При работе в режиме короткого замыкания (на измеритель тока) – ячейка очень чувствительна к вибрациям (перемещениям электролита), рабочий ток – устойчиво прыгает в меньшую сторону, постепенно восстанавливается до исходного



Работа на нагрузку 8,2кОм
Установившееся напряжение 0,46в
Установившийся ток 55мкА
Покачивание никак не влияет на ток
После полного КЗ (проводом между электродами) – сразу выходит на рабочий ток (менее 1 сек)

Работа на нагрузку 1,4 кОм
Установившееся напряжение 0,42в
Установившийся ток 230мкА
Покачивание изменяет рабочий ток примерно на 10%, потом все приходит в норму
После полного КЗ (проводом между электродами) – выход на рабочий ток за 1-2 сек

Работа на нагрузку 0,24 кОм
Начальное напряжение 0,23в, ток 0,6мА (сразу после восстановления цепи измерения) = тоесть ячейка стартует при этих значениях
Установившийся ток 1,1мА, напряжение 0,36в (ячейка выходит на эти параметры за 3-5 мин)
При данном эксперименте выявлена значительная чувствительность к движению электролита (ток падает примерно в 2 раза, потом 3-5 мин восстанавливается, примерно в 70-80% от первоначального тока за 15-30 сек, потом увеличивается довольно медленно)
После полного КЗ (3-5 сек) – ячейка сразу выходит на ток 1,2мА и потом следует падение тока за 1-2 сек до 1,1мА, напряжение после КЗ 0,53в потом происходит падение до рабочего напряжения
При КЗ менее 1 сек – практически не реагирует (начальное напряжение после КЗ 0,23в, ток 0,6мА)

=====================================


Уксус разбавленный на глазок водопроводной водой из под крана (итоговый рН=2,9)
Нагрузка 0,24к
Установившее напряжение 0,28в
Уст ток 0,8мА
После разрыва цепи – начинает с 0,24в, ток с 0,71мА

При нормальном КЗ (3-5 сек проводом) – стартовый ток 1,25 мА, потом падает до 0,8мА
Колебания электролита уменьшают ток на 20-30%, ток постепенно восстанавливается.
Эксперимент с разбавленной кислотой скрупулезно не обыгрывался, так как сразу показал, в каком направлении желательно двигаться (сравнение воды и разбавленной кислоты = наибольший выход можно ожидать при увеличении концентрации электролита).


=====================================

Попытка провести эксперимент с уксусной эссенцией и объемными электродами в виде плотно увязанного порошка активированного угля и плотно увязанного порошка железа (железо восстановленное) - окончилась неудачей в связи с тем, что порошок железа вступил в бурную химическую реакцию с уксусной кислотой.

======================================

ИТОГ.
Выявлена характерная закономерность – после погружения электродов в электролит (или восстановления токовой цепи), происходит медленное увеличение тока в нагрузке, до максимального значения для данного электролита и включенной нагрузки. После установления максимального тока, покачивание электролита приводит к кратковременному увеличению тока и быстрому его снижению до какого то установившегося значения, после прекращения покачивания происходит медленный возврат к максимальному току (очень четко выражено при малых сопротивлениях нагрузки). Короткое замыкание электродов (проводом между электродами) на длительный период (3-5 сек), после снятия КЗ – рывком увеличивает ток в нагрузке до максимальных значений и его последующего уменьшения до рабочего. Эти эффекты скорее всего связаны с формированием двойного электрического слоя возле электродов.

Не продолжительное наблюдение за алюминиевым и медным электродами погруженными в уксусную кислоту не выявило химических реакций между составляющими ячейки. При максимальном рабочем токе одновременное вынимание 2-х электродов из электролита, уменьшает рабочий ток пропорционально примерной площади погруженных в электролит электродов.

Рабочее напряжение в 0,3-0,5в - позволяют запитывать преобразователи напряжения (например «вампирчик»), дающие на выходе стандартные напряжения для электронных устройств.
Путь увеличения рабочего тока – увеличение рабочих площадей электродов. Увеличение мощности батареи – увеличение площади электродов, подбор пар металл-металл, подбор электролита.
При использовании в качестве рабочих электродов – фольги металлов (медь, алюминий) толщиной 10-50 мкм (0,01-0,05 мм) и диэлектрического разделителя устойчивого к уксусной кислоте (стеклоткань, укрывной материал, бумага…) толщиной 100 мкм, можно ожидать толщину одного рабочего слоя в 250 мкм (0,25 мм). При заполнении чередующими слоями условной пластиковой кюветы размером с пачку бумаги А4 (210×297 мм, высота примерно 50 мм), аппроксимируя данные из опыта, можно для такой кюветы ожидать рабочий ток примерно в 0,8А при напряжении 0,3-0,5в (0,2-0,4Вт). Не очень много без оптимизации, но даже из такой батареи можно сделать в вертикальном корпусе-цилиндре «вечную свечку» на светодиоде (заявленное время работы у многих светодиодов – 50 000 часов). Планирую в какое то разумное время приобрести отдельно медную фольгу (алюминиевая фольга и уксус уже есть) и собрать для длительного наблюдения рабочую батарею с большим количеством слоев (скорее всего в стеклянной герметичной банке или в пластиковых сантехнических трубах). Дополнительный путь увеличения тока - опробывание электродов со значительным количеством пор: активированный уголь в чушках (полученный обжигом деревянных чурок с минимальным доступом воздуха), пористые металлы (пористый свинец из аккумуляторов...).

На форуме создана примерно аналогичная тема, но в ней рассматривается электрические ячейки на твердом электролите (так же без химического расхода электродов): «Делаем батареи» (ссылка: <a class="postlink-local" href="http://zaryad.com/forum/viewtopic.php?f=66&t=671" onclick="window.open(this.href);return false;">viewtopic.php?f=66&t=671</a> ).

Согласно видеоматериалам, которые можно найти на ютубе или при поиске в инете (поисковые фразы: Earth Lights; Cement Crystal Battery; crystal battery; Series Crystal Rock Battery John Bedini; Bedini Crystal Rectifier Cell; Solid State Polycrystalline Cells / John Bedini; Crystal CeLL; Earth Battery ; Hutchison Power Cell; Epsom Salts Crystal Cell; Crystal Water Battery…), при первом приближении для этого решения с одинаковым рабочим объемом можно получить большие мощности (проведена значительная оптимизация конструктивов). Возможный недостаток – меньшая распространенность химических элементов используемых в батарее. Материалы по такой батарее в русскоязычном инете практически не представлены, в англоязычном – есть определенное количество, но требуют более глубокой проработки из за требуемого более тонкого перевода.

 

Moderator, спасибо за теплые слова!

Отдельное спасибо за предложение по медной фольге! Нахожусь в Москве, как понимаю скорее всего пересечься не удастся. Да и выбор в общем то есть, проблема - найти поставщика за наличный расчет частному лицу с малым объемом и который при этом находился бы все таки достаточно близко (ехать за фольгой за 30-40 км довольно неудобно). Скорее всего – необходимые поставщики на развалах радиорынков.

Планирую поставить конструкцию на тестовую эксплуатацию на длительное время (подтверждение масштабирования конструкции и отсутствие расхода электродов), но сначала хотелось бы получить батарею, которая давала бы хоть какие то результаты, которые можно теоретически использовать в быту, например зажечь светодиод (при этом сразу видно нормальную работу устройства), контроль параметров при этом можно осуществлять 1-2 раза в сутки.

Спасибо за подсказку, согласен с Вами по вопросу наглядных материалов, помогающих понять производимые действия (ранее не прикреплял, так как наблюдаются определенные проблемы с открыванием изображений на форуме).

Далее прикреплена схема измерения максимального тока от элемента (0в при 3,1 мА).
Так же приведена схема с максимальным полезным током (напряжение на нагрузке 0,3в, ток 1,1 мА).

Отсутствие наглядных материалов при изложении материала скорее всего послужили отправной точкой для незначительной неточности в Ваших расчетах (Вы взяли в расчет рабочий ток 3 мА, что соответствовало режиму короткого замыкания, т.е. 0в на нагрузке). По предварительным прикидкам получался примерно оптимальный рабочий режим для тестового конструктива - 0,3в при 1,1мА.

Спасибо за уточнение по объединению слоев. Первоначально виделась конструкция (как наиболее простая на этапе экспериментов)- схема прикреплена к сообщению.



Батареи на твердых электролитах скорее всего показывают большую по сравнению с батареей Карпена выходную мощность на единицу веса (скорее всего оптимизирован электролит). Было бы очень интересно ознакомиться с имеющимися у Вас переводами (?возможно наиболее оптимально выложить эти материалы в теме по батареям с твердым электролитом?).

 

Провел более длительные наблюдения в составе: медная фольга (на текстолите) + алюминиевая пищевая фольга + уксусная эссенция (разделительный диэлектрик – писчая бумага). Специальные меры по герметизации рабочего объема не предпринимались. Первоначальный ток (ток через нагрузочное сопротивление) в течение суток упал с 0,8 мА до 0,25 мА. При покачивании кюветы с составляющими, ток восстанавливается от 0,25 мА до 1-1,5 мА и в течение короткого времени (несколько минут) возвращается к 0,25 мА. Визуально на просвет на алюминиевой фольге просматриваются сквозные отверстия диаметром 0,5-1 мм. При этом медная фольга не подверглась разрушению или окислению (визуальный осмотр). Погружение только одной алюминиевой пищевой фольги в уксусную эссенцию на сутки – привело к аналогичным результатам (видимые сквозные отверстия примерно таких же размеров). Можно предположить, что в выходном токе получившейся батареи присутствует ток обусловленный окислительными процессами. Напрашивается логический вывод о экспериментах с металлами высокой чистоты (алюминиевая пищевая фольга по ГОСТ содержит 95-98 % алюминия, остальное примеси) или благородных металлов (сусальное золото…). Короткий опыт с золотым кольцом (примерная площадь поверхности 1 см.кв, проба не известна) и медной фольгой 15х10 см на текстолите показал 0,15 В и 20-30 мкА в режиме короткого замыкания. По описаниям у действующей батареии Карпена использовались золото, платина и серная кислота высокой чистоты. Серная кислота является сильной окислительной кислотой с высокой степенью диссоциации.

 

Отнюдь Сусальное золото 24 карата вполне доступно, это 999 проба.

Спойлер: прочие технологические мелочи

другая проблема, что оно очень тонкое и нежное.

Если фольга медная толщиной около 0,1 мм и мягкая, я подписываюсь на 5 кг. Может, еще найду желающих (в Москве), интернет велик.
Отматывать на пластмассовые трубки, продаются на стройрынках, диаметр 6-12 см.
Рулон тоже надо на трубу насадить, трубу концами на подставки. Только есть ли место для этого цирка? Я бы пожертвовал своей прихожей, но не более 10 дней.

Разбавленная серная кислота для меди не страшна

 

К сожалению в паре алюминий-медь (+уксус +воздух) скорее всего получается окислительный воздушный элемент. Как понимаю близкое описание: <a class="postlink" href="http://www.youtube.com/watch?v=EmmKIB3D8Mg&feature=related" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.youtube.com/watch?v=EmmKIB3D ... re=related</a>
Или для примера <a class="postlink" href="http://www.youtube.com/watch?v=hw1Phos1juU" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.youtube.com/watch?v=hw1Phos1juU</a>
Наиболее оптимальным скорее всего является замена одного электрода инертным материалом (графитом или углем, как в угольно-цинковых солевых элементах, в котором графит используется как инертный объемный электрод).
Ожидаемые подводные камни: при исключении окислительных процессов (герметизация), скорее всего упадет вырабатываемый ток, что скорее всего теоретически можно компенсировать применив электролит с большой степенью диссоциации (уксусная кислота относится к слабым электролитам с низкой степенью диссоциации; соли относятся к растворам с большой степенью диссоциации но их необходимо подбирать). Так же при применении графита (угля) можно ожидать уменьшение ЭДС элемента. На вскидку провел простой эксперимент: грифелем мягкого карандаша «зачернил» полоску бумаги шириной 2 см на 10 см. Удельное сопротивление «зачерненного» участка составило примерно 20 кОм/см. В эссенции (эссенция уже была не чистая, а с солями после экспериментов) + медь + полоска грифельной бумаги показали примерно 0,15 В, ток был вообще в ауте (мкА, куда возможно приплюсовались токи окисления измерительных электродов от мультиметра).
При экспериментах в бытности по гальванизации не проводящих предметов – для создания проводящей основы применялся самодельный проводящий лак: цапон лак + измельченный в пыль в кофемолке медицинский активированный уголь в таблетках (по памяти - по объему примерно 50:50 + ацетон для увеличения подвижности смеси). При высыхании получалось (на память) сопротивление около 500 Ом/см (таблетка медицинского активированного угля дает примерно такую же величину).
Как вариант - создание "доморощенного" активированного угля путем обжига деревяшек при минимальном доступе воздуха (в детстве таким путем получал уголь для пиротихнических экспериментов).
Пара золото+медь, в присутствии кислорода возможно приведут к коррозии меди (как металла расположенного левее в шкале электропотенциалов металлов).
Золото+уголь должны теоретически показать большее выходное напряжение по отношению медь+уголь.
Использование золота (платины, серебра…) – к сожалению имеет свои недостатки и это уже не массовое направление… Как варианты видятся цинковые покрытия, магниевые элементы (электролит?).

Пошуршал Интернетом на предмет коррозии металлов (есть целый учебный курс «Коррозия металлов» и соответствующие учебники). Как оказалось, практически большинство металлов не переносят наличие кислорода в растворах (электролитах). Согласно этим выкладкам медь коррозирует даже в пресной воде, но скорость коррозии минимальна. Пример: <a class="postlink" href="http://www.okorrozii.com/korrozia-medi.html" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.okorrozii.com/korrozia-medi.html</a> Для примера согласно учебника «Рачев и Стефанова = Справочник по коррозии»: «различные виды технической меди в коррозийном отношении ведут себя одинаково, средняя скорость их атмосферной коррозии составляет 1,3 мм в год». Так же примеси в металлах могут образовывать локальные гальванические пары (приводящие к гальванической коррозии) в сплошном однородном куске металла. Даже ковка (механическая обработка) половины куска металла, как пишут может привести к созданию гальванической пары между его сплошными элементами и соответствующей коррозии.
Параллельно рыл Интернет в направлении элементов с твердыми электролитами (различные реплики). По косвенным данным коррозия металлов так же присутствует в них и нивелируется массивными электродами (может быть длительная коррозия).

 

Попытался привести различные источники информации (теорию и практические эксперименты многих участников) к единой точке. В рамках темы форума получается примерно следующее. Стандартные электробатареи в основном используют жидкие электролиты (в этом направлении специалистами проделана огромная работа), обычно для них характерный признак – разрушение электродов в процессе эксплуатации или наличие химических реакций. Как оказалось, без разрушения электродов длительное время работает батарея Карпена, Замбониев столб. Отдельное направление – твердые электролиты, где потенциально может отсутствовать разрушающие электроды процессы («вечная» батарея). В промышленных образцах твердые электролиты используются например в литий-ионных (литий-полимерных) аккумуляторах. При этом привлекают для развития не сильно протоптанные пути (твердые электролиты, батареи без разрушения электродов или химических реакций…).

Как примерно получается, в массы (массовое обсуждение) твердые электролиты двинул Джон Хатчисон.
Джон Хатчисон, развернутая ветка форума
<a class="postlink" href="http://www.overunity.com/972/crystal-power-cell-by-john-hutchison/" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.overunity.com/972/crystal-po ... hutchison/</a>
В оригинале довольно экзотический состав электролита:
Медная труба, оцинкованный гвоздь
Чашка 1/4 Соль Рошеля
Чашка 1/2 Магния сульфат
Карбонат Кальция на 500 мг
Железный Пирит на 500 мг
Галенит на 500 мг
Серебро на 500 мг 99.9 %

Идею довольно ощутимо развил Джон Бедини.
Ветка форума (разные составы и исполнение), которую комментирует Джон Бедини (?):
<a class="postlink" href="http://energeticforum.com/renewable-energy/7351-bedini-earth-light-91.html" onclick="window.open(this.href);return false;">http://energeticforum.com/renewable-ene ... ht-91.html</a>

По отзывам - наиболее оригинальное развитие темы произведено ibpointless2 (простота + эффективность = наиболее частое повторение другими участниками) - базовая репликация: <a class="postlink" href="http://www.overunity.com/11653/ibpointless2-crystal-cells" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.overunity.com/11653/ibpointl ... stal-cells</a>

Видеоролик снятый автором ibpointless2 по созданию его базовой ячейки (электроды: магний + медь): <a class="postlink" href="http://www.youtube.com/watch?v=8EWATxAJooE&feature=related" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.youtube.com/watch?v=8EWATxAJ ... re=related</a>
Состав:
Боракс (Бура, Borax, екагидрат тетрабората натрия Na2B4O7•10 H2O) – продается в аптеке в рецептурном отделе (для ориентации по ценам - в местной аптеке раствор буры 20г в глицерине 80г стоит 14 руб)
Alum (Ammonium Aluminum Sulfate = NH4Al(SO4)2•12H2O, Квасцы алюмоаммонийные , аммонийные квасцы) – применяются при производстве кустарного мыловарения, в пищевых целях и возможно их можно найти где то еще в широкой продаже (сильно не искал, т.к. у ibpointless2 есть другие составы с более распространенными веществами)
Morton Salt Substitute (Заменитель соли, торговая марка MORTON SALT SUBSTITUTE, поставляемый на рынок и содержащий хлорид калия, фумаровую кислоту, три- и монофосфат кальция). Согласно описания в патенте на состав - состоит от 80 до 99% по весу хлористого калия и 1-20% от массы фумаровой кислоты. В основном у многих авторов применяется как источник хлорида калия. Хлорид калия продается в аптеках, в рецептурном отделе, в местной аптеке 100 г – 36 руб.
На узкую полоску магния и медный провод малого диаметра длинной примерно 5 см - выдает 1,5 В и ток в диапазоне микроамперов. Согласно комментариев, примерно в 10 раз выдает больше энергии чем в ячейках с применение клея.


Ролик сравнивающий реплики разных авторов (единицы мер приведены к российским):
<a class="postlink" href="http://www.youtube.com/watch?v=odBgjdJMN7g&feature=related" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.youtube.com/watch?v=odBgjdJM ... re=related</a>

рецепт1 greenplasticsnet
CORN STARCH (КУКУРУЗНЫЙ КРАХМАЛ) – 1 столовая ложка
Вода – 4 ст.ложки
Глицерин – 1 чайная ложка
Vinegar (Уксус 5-7%) - 1 чайная ложка

рецепт2 ibpointless2
Боракс (Бура, Borax, екагидрат тетрабората натрия Na2B4O7•10 H2O) – 1ч.л. Продается в аптеке в рецептурном отделе (для ориентации по ценам - в местной аптеке раствор буры 20г в глицерине 80г стоит 14 руб)
Epsom salt (английская/горькая соль, Сульфат магния = магнезия, сернокислый магний) – 1ч.л. Продается в аптеке, в отделе готовых форм под названием сульфат магния (магнезия), в местной аптеке цена пакетика 20 г – 9 руб.
Morton Salt Substitute – 1 ч.л. Morton Salt Substitute (заменитель соли, торговая марка MORTON SALT SUBSTITUTE, поставляемый на рынок и содержащий хлорид калия, фумаровую кислоту, три- и монофосфат кальция). Согласно описания в патенте на состав - состоит от 80 до 99% по весу хлористого калия и 1-20% от массы фумаровой кислоты. В основном у многих авторов применяется как источник хлорида калия. Хлорид калия продается в аптеках, в рецептурном отделе, в местной аптеке 100 г – 36 руб.

рецепт3 plengofreeenergy
пудра угля – 1 ч.л.
silica sand (кремневый песок = белый песок) – 1 ч.л.
Alum (Ammonium Aluminum Sulfate = NH4Al(SO4)2•12H2O = аммонийные квасцы) – 1 ч.л.
Силикаты натрия (Sodium Silicates) – pinch (щепотка)


Так же есть батареи на цементе, т.к. он содержит все необходимые химические вещества для батареи, но цемент сам по себе является агрессивным (наглядный пример – дома водопроводные трубы заделанные цементом, срок нахождения в цементе не известен, были разъедены в труху внутри стены, что привело к заливанию соседей снизу).
Пример цементной батареи (медь+?алюминий? = 39мА, 0,9В): <a class="postlink" href="http://www.youtube.com/watch?v=LpliDONnXuM" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.youtube.com/watch?v=LpliDONnXuM</a>

Есть батареи с использованием силикатного клея, например (медь+цинковое покрытие+клей+аммонийные квасцы) – ток до 2мА, 0,7В: <a class="postlink" href="http://www.youtube.com/watch?v=Kb7uNuuX67E" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.youtube.com/watch?v=Kb7uNuuX67E</a>

Так же встречаются и другие составы электролитов и электродов. Например реплика: магний+графит (от карандаша)+вода – 0,66 В; 0,145 мА: <a class="postlink" href="http://www.youtube.com/watch?v=E9M7PrxWF2c" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.youtube.com/watch?v=E9M7PrxWF2c</a>


Ближе к классическим батареям:
- гальваническая батарея на графите, алюминии, карбонате калия (и щелочи - в разных вариациях). Расходный элемент – алюминий, отходы – реакционные соли алюминия: <a class="postlink" href="http://www.overunity.com/8782/graphite-paper-aluminium-foil-galvanic-cell-with-1-7-to-1-92-volts" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.overunity.com/8782/graphite- ... 1-92-volts</a>
- батарея из древесной золы+алюминия+ВОДА = алкалиновая батарея, 1,5в = 15мА: <a class="postlink" href="http://www.youtube.com/watch?v=5h1tQn4Qyjc&feature=related" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.youtube.com/watch?v=5h1tQn4Q ... re=related</a>



Общие объемы информации в этих направлениях просто зашкаливают. Можно длительно перебирать составы, конструктивы, но не имея теоретической основы получить положительный эффект часто сложно. Попытаюсь примерно изложить, что сложилось у меня с точки зрения теории (готов привести при необходимости выкладки и ссылки, но это будет все равно чисто субъективное мнение).
Кратко: практически во всех реализуемых на просторах инета батареях (твердые или жидкие элетролиты) присутствуют 2 процесса (объединения внутри процесса условно).
1.«Окислительный» (или другие аналогичные процессы, которые химически или физически разрушают составляющие батареи, общая теория таких процессов подробно рассмотрена в классических учебниках по химическим источникам тока). Этот процесс обычно характеризуется хорошими выходными токами. Как только этот процесс убирается или уменьшается (например ингибитором коррозии или подбором пар металлов электродов и электролита), сразу падает выходной ток. Даже в твердом электролите, могут идти окислительные (или другие химические) процессы. Так для примера у Хатчисона, Бедини химические вещества твердых электролитов содержат связанную воду, которая легко может вступать в химические реакции. При израсходовании этой воды, вода для реакции может пополняться из влаги содержащейся в воздухе и разрушающие реакции будут продолжаться, если пополнения нет, ток обычно падает.
2.«Связанный с двойным электрическим слоем». Одно из возможных описаний процесса приведено в учебнике Укше, Букун «Твердые электролиты» (<a class="postlink" href="http://bookfi.org/book/773269" onclick="window.open(this.href);return false;">http://bookfi.org/book/773269</a> ) в главе 4.4 , 4.5. Где указывается, что двойной электрический слой рассматривается как молекулярный конденсатор. Двойной электрический слой может быть образован запланированными ионными дефектами твердых электролитов и/или химической неоднородностью и/или механическими неоднородностями электродов в жидких электролитах, парами металлов…. Такой молекулярный конденсатор характеризуется длительным временем накопления заряда, связанного с подвижностью ионов имеющих конечные скорости. Получившийся конденсатор накапливает заряд за счет теплового движения ионов (зарядов).
Напряжение и токи такого конденсатора должны соответствовать типовому поведению радиотехнического конденсатора : увеличение напряжения в процессе заряда (простоя) от минимума до максимального значения (при этом происходит самозаряд конденсатора за счет тепловой энергии помещения), резким броском тока при подключении нагрузки из холостого хода и плавного его уменьшения до минимума (когда он сравняется с током самозаряда). Яркий представитель – батарея Карпена.
Простой опыт примерно показывающий качественную реакцию (двойной электрический слой): медная фольга (150 см.кв) + диэлектрик в виде писчей бумаги + алюминиевая фольга (150 см.кв), все залито водопроводной водой с добавкой магнезии (примерно 10-30 гр магнезии на 100 мл воды). При длительном простое (сутки) напряжение медленно приближается к 0,7-:-1 вольт (холостой ход), при закорачивании ячейки на измерительный прибор, первоначальный ток превышает 10 мА, быстро (3-5 сек) снижается до 1-2 ма и далее медленно уменьшается (сутки) до 0,1 мА и меньше (напряжение в первый момент снижается до 0,7в, потом далее убывает пропорционально току). В общем ведет себя как классический конденсатор. Изменения электродов выражены только у алюминиевой фольги (наблюдение неделю, смена режимов холостого хода и короткого замыкания) – сторона обращенная к меди посерела, визуально разрушений или других качественных изменений не видно.



Молекулярный или классический конденсатор - наверное значительной разницы не существует (суть процессов скорее всего одна). При этом классические электролитические конденсаторы давно были «уличены» в самозаряде.

Самозаряд конденсаторов – общее приближение: <a class="postlink" href="http://permob.narod.ru/our06.htm" onclick="window.open(this.href);return false;">http://permob.narod.ru/our06.htm</a>
Объяснение от Русского физического общества – взята модель теплового шума (стр 37-53): <a class="postlink" href="http://www.rusphysics.ru/files/JRFM%202012-2.pdf" onclick="window.open(this.href);return false;">http://www.rusphysics.ru/files/JRFM%202012-2.pdf</a>


Вопрос к участникам форума – насколько изложенное соответствует Вашим представлениям и проведенным опытам?
Отдельный вопрос к уважаемому Модератору – Ваше (или известных Вам участников форума, которые более плотно прорабатывали аналогичный вопрос, судя по Вашим предыдущим сообщениям) понимание сути проблемы.

 

да никто просто не ставит задачу срока службы. тут ведь в одном выиграешь в другом проиграешь. уменьшишь токи утечки - увеличатся габариты или уменьшится мощность. те же ртутные нормальные элементы имеют срок службы 30 лет, причем это не срок за который они напряжение перестанут выдавать, а когда погрешность выдаваемого напряжения превысит допустимую для метрологии. а так с погрешностями он может и 200 лет работает, кто знает. только весит как утюг, трясти нельзя, наклонять нельзя, один гемморой

 

кроме сознательного уменьшения срока службы (без какого-либо существенного выигрыша в плане стоимости производства) вторая 'гримаса капитализма' - ценовая дискриминация, сознательно песок в буксы сыпят, чтобы сделать товар с худшими потребительскими качествами, охватить разные ценовые сегменты. батарейки за 80 рублей и за 10 рублей стоят в производстве одинаково - 5 рублей, одна и таже автоматическая линия, одни и те же материалы. но если все продавать по 80 или все продавать по 10, то прибыль меньше чем если часть продать по 80 а часть по 10.

 

Я согласен! не вечное а долговечное и я такого мнения