Hi,
ich hab gestern ein Experiment durchgeführt um auf oder an dem Kathodentester die nichtvorhandene Elektrolyt-Spülung mal zu simulieren.
Die Versuchsreihe bestand aus insgesamt 4 Läufen, wobei nach jedem Lauf der Elektrolyt ausgetauscht bzw. erneuert wurde. Die Zinkanode hingegen wurde so belassen wie sie war und im jeweils anschliessenden Lauf weiter verbrannt.
Dabei wurde folgende Strommengen erzeugt:
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Lauf: 2500 mWh in 187 min (==> 13,37 mWh/min)
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Lauf: 1430 mWh in 125 min (==> 11,35 mWh/min)
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Lauf: 2286 mWh in 196 min (==> 11,66 mWh/min)
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Lauf: 2850 mWh in 245 min (==> 11,59 mWh/min)
Summe: 9066mWh in 12h35min
Konkret wurde dabei also im Verlauf von 12h35min ein Stück Zink verbrannt, das zu Beginn noch 22g gewogen hat. Davon ist ein korrodiertes Reststück von 7g übriggeblieben, d.h., 15g verbrannt. Dabei wurden insgesamt 9066 mWh Strom erzeugt, also rund 9 Wh.
9Wh aus 15g Zink, das ergibt hochgerechnet eine Energiedichte von 600 Wh/Kg.
Das wäre denn schon ein recht ordentlicher Wert und eine deutliche Steigerung gegenüber den bisher erreichten 400Wh/Kg. Ausserdem wären es ungefähr 50% dessen, was theoretisch überhaupt möglich ist - es gibt also gleichzeitig noch etwas Potential für Optimierungen 
An Elektrolyt wurden insgesamt 150mL 6-molarer KOH verbraucht.
D.h. wenn man 150 mL braucht um 9Wh zu erzeugen, dann wären das 16,67L für 1KWh.
Der Versuch deutet darufhin, das tatsächlich die Sättigung des Elektrolyten mit ZnO entweder der entscheidende, oder zumindest ein wichtiger Faktor ist, der während eines Laufes dafür sorgt, dass am Ende die Spannung abfällt. Andere theoretische Möglichkeiten wären z.B. ein „absaufen“ der Gaskathode, oder, wie im letzten Versuch, eine Korrosion der Lötverbindung des am Kathodengitter festgelöteten Stromabgriff-Kontaktes. Diesmal ist der Kontakt drangeblieben, allerdings war dann irgendwann die Zinkanode dermassen korrodiert, dass die ebenfalls aus Zink bestehende Abriffskontakt-Lasche im unteren Bereich komplett durchgefressen war und somit kein 5. Lauf mehr möglich war.
Desweiteren liess sich sehr gut beobachten, dass die Korrosion klar und eindeutig von oben nach unten erfolgt, dh., vom oberen Rand der Zinkplatte her. Vielleicht hat das was damit zu tun, dass in diese Richtung ja der ganze Strom abfliesst, aber es könnte eher noch ein Hinweis darauf sein, dass sich innerhalb des Volumens vom Elektrolyten eine Schichtung einstellt, bei welcher sich im unteren Bereich das gelöste Zinkoxid., d.h., die Zinkat-Ionen vermehrt ansammeln bzw. konzentrieren, während im oberen Bereich der Elektrolyt noch relativ „clean“ ist und sich von daher mehr Korrosion bzw. Verbrennung abspielen kann.
Das würde bedeuten, dass bei einer Trennung im ZnO-Recycler mechanische Gewichts- und Schichtungs-basierte Konzepte, und sei es nur als grobe „Vor-Trennung“, durchaus Sinn machen würden, ein Beispiel dafür wäre ein Hydrozyklon.
Gruss, Oliver
