Pile de Christellemanu Tetellemanu

Bonjour,

Je suis en train de tester une pile solide au graphite proposée par Christellemanu Tetellemanu.
fref=ufihttps://www.facebook.com/christellemanu.tetellemanu?fref=ufi

Voici une bref description, il mélange de la farine de blé, du graphite, du chlorure de magnesium, et dilue le tout avec de l'eau très salée. Ensuite il passe la mixture au four.
Il obtient une galette assez fine qu'il met entre de l'aluminium et du cuivre.

Mes tests sont conformes à ce qu'il dit, on a 500 mV stable et 0.5 mA.

Donc jusque là c'est assez banal mais il prétend qu'en mettant de nombreuses cellules en série il allume des Led et qu'elles sont allumées depuis 1 mois et demi !! 

Mes tests montrent en mettant une résistance de 470 ohms en charge et en utilisant deux cellules doubles en série (1V) que la tension chute jusqu'à 0.4 V puis remonte au bout de 2h30 jusqu'à 900 mV et 1.20 mA.
(voir la vidéo sur son Facebook, mon pseudo est Jean Faitout )

Question que je me pose :
A partir du moment où il passe un courant des canneaux ioniques se forment-ils simplement ce qu'on constate en voyant la remontée du signal, où se passe-t-il un autre phénomène ?

Pileouface

Voici quelques photos.
Chaque cellule est mise en // avec une autre. Il y a donc deux doubles cellules en série.
J'ai mis cette fois du zinc de 1 mm d'épaisseur selon cette configuration :


Cuivre, pate, zinc, pate, cuivre. Les deux cuivres sont reliés, on a donc deux cellules en //.

On voit ici la tension à vide de deux cellules en série, elle est à 1.58v sur la photo.

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Ici la tension et l'intensité des deux cellules avec en charge une résistance de 470 ohms.
0.86v et 1.52 mA.

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Après une nuit de fonctionnement avec la résistance de 470 ohms en charge j'obtiens une légère augmentation des performances de la pile. Son fonctionnement est extrêmement stable.



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Ayant constaté qu'en pressant sur la pile on assurait mieux le contact j'ai enrobé de chatterton les deux piles.
J'ai maintenant 1 V et 1.85 mA toujours avec la résistance de 470 ohms en charge.



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(125.75 Ko)

Bonjour,
ça serait intéressant de comparer les performances avec une pile ordinaire cylindrique de "1,5 volt" dans les mêmes conditions.

Heureusement qu'une pile ordinaire donne plus de courant !

Mais oui il faudrait un test identique pour voir si elle donne aussi plus de courant, si sa résistance interne diminue en fonctionnement. Mais je ne vais pas avoir assez d'appareils de mesure pour comparer les deux en même temps.
Ce sera intéressant de le faire après.

Ce qui m'intéresse c'est d'essayer de comprendre pourquoi cette pile se regénère, car rester efficace 1 mois et 1/2 même en consommant 20 mA, c'est pas banal.
Il utilise de nombreuses cellules, donc il ne consomme que très peu par cellule.

Toutefois il faut rester très prudent, je vais tester en l'état mon montage pendant quelques semaines et voir comment cela évolue. J'ai aussi d'autres idées de réalisation, comme fondre la pate directement dans le zinc avec le cuivre au centre pour avoir la meilleure adhérence.

Mais si il y a des gens qualifiés sur les piles, je suis intéressé par leur avis.
Je rappelle la composition de la pate, graphite, eau très salée, chlorure de magnésium, blé. Le tout cuit à feu doux au four.

Pileouface

La batterie continue de monter doucement en puissance.
1.1 V et 2.31 mA au compteur.

J'ai entouré chaque batterie d'un papier aluminium relié au moins de la batterie.



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Bonjour,

Vous avez amélioré le contact en ajoutant du "chatterton", il serait peut être possible de l'améliorer encore en ajoutant un serrage avec des petits serre-joint en plastique, en ajoutant des plaques pour répartir correctement la pression sur toute la surface.

A+
JCV

Merci, mais je pense qu'il serait plus judicieux encore de cuire la pate avec les électrodes.
Comme cela le contact serait optimum.

De plus j'ai chauffé trop fort à la cuisson d'où pas mal de petites bulles en surface.

Toutefois je vais voir si j'ai le matériel pour tester le serrage.

Les dernières lectures donnent 1.2 V et 2.5 mA

Voici le schéma de la pile.

Pileouface


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J'ai fait un logement pour les batteries et je presse dessus avec un serre-joint, merci pour tes conseils JCV.

La tension à vide est de 1.5 V pour deux éléments en série.



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(123.17 Ko)

Ici j'ai mis un petit moteur de queue d'hélicoptère en charge pour voir si les batteries pouvaient le faire tourner et aussi pour faire circuler un fort courant (tout est relatif).

C'est vraiment limite mais le moteur tourne depuis 2h05.

Sur la photo on voit le moteur tourner avec son hélice devant le papier blanc.

Pileouface

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Bonjour,

En utilisant le moteur comme charge, la tension est tombée de 1.5V à 0.13V ce qui indique une forte résistance interne de la pile, on a un fonctionnement quasi en court-circuit dommage qu'on a pas la mesure du courant, ce qui donnerais une information sur cette résistance interne.

Une fois que le moteur se sera arrêté, il sera intéressant de voir jusqu'à combien la tension va remonter quand on va le débrancher, et aussi le temps de récupération de la pile.

A+
JCV

Oui la résistance interne est élevée, je l'avais calculé avec la résistance de charge de 470 ohms.

V à vide = 1.47 v
V en charge = 1.23 V
Courant en charge avec la résistance de 470 ohms = 2.57 mA
R interne = 0.24 / 0.00257 = 93 ohms

La tension s'est stabilisée vers 0.1 V en fonctionnement et ne faiblit pas. Le moteur tourne toujours.
Si vers 16h00 il tourne toujours je mettrai l'ampèremètre pour voir le courant consommé.
Un essai avec une pile de 1.5 V dégonflée m'avait donné 20 mA et 1.2 v.

Pileouface.

Y-a un truc curieux que j'avais déjà constaté avec la résistance 470 ohms.
Quand je mets le multimètre en mesure de courant, la tension remonte.
J'ai du mal à comprendre comment un shunt peut me donner de la tension...

Voici une photo avec la mesure d'intensité.



Pileouface



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(139.29 Ko)

Et le temps de remontée de la tension après arrêt du moteur vers 17h10.
La tension était tombée à 0.139V, 14.1 mA.


0 à 1 v 6 s
1.1v 26 s
1.2v 1'
1.3v 1'53
1.4v 3'05
1.471v 8'19
1.475v 9'
1.479v 10'
1.482v 11'
1.485v 12'
1.487v 13'
1.490v 14'
1.491v 15'
1.493v 16'
1.495v 17'
1.496v 18'
1.498v 19'
1.500v 20'
1.501v 21'
1.503v 22'
1.504v 23'
1.506v 24'
1.511v 25'
1.523v 36'

Remise du moteur en route à 18h00.
fonctionnement stable à 400 mV, 20 mA

Pileouface 

Il est possible que la résistance interne de l'ampèremètre sur le calibre 200mA ne soit pas négligeable, et vient s'ajouter à la 470 ohms.

Je vois aussi que la remontée de tension après déconnexion de la charge est très rapide (le phénomène de récupération), et c'est là que ça devient intéressant, même si la quantité d'énergie produite par ce type de pile est faible.

A+
JCV

Je suis d'accord avec toi.
Peux-tu avancer une théorie sur le fonctionnement de 1 mois et 1/2 de la pile de l'auteur avec 16 en série si je me souviens bien ?
Il utilise 3 leds en charge, et là cela fait quelques ampères sur la durée

Pileouface

Je ne saurais avancer une théorie, mais il faut commencer par savoir quel courant passe dans les leds. En faisant un calcul rapide, et sauf erreur, 1 mois 1/2 cela fait 45 jours soir 1080 heures, à 20mA constant, cela ferait une vingtaine d'ampères heure de capacité.

Par comparaison 16 piles AA (environ 2Ah par pile) peuvent fournir un trentaine d'ampère heure.

A+
JCV

Merci pour la comparaison, c'est très instructif.

C'est quand même pas mal sachant que chaque élément de sa pile fait 3 * 3 cm et qu'il utilise de l'alu et une petite torsade de cuivre. Et comme il met ses leds en direct toute la tension descend à 3*1.2v.

Il faut de la surface à ce type de pile, dès que j'aurai retrouvé du zinc je ferai des galettes de 20 cm de diamètres en série. En fait j'hésite entre la surface et l'épaisseur de la pate, une idée ?

Pileouface

Après avoir tiré un peu sur les fils du moteur je me suis aperçu que les contacts sur la pile étaient mauvais.
Et que c'était la raison pour laquelle le moteur s'était arrêté.

J'ai soudé des bouts de cuivre et fait les contacts avec des dominos.

Le moteur est reparti à 21h11 et tourne encore à .

Evolution de la consommation et de la résistance interne de la pile :

21/01/2017

21h11 - 0.350 V, 18 mA - Rint = 63.8
21h17 - 0.305 V, 16.8 mA - Rint = 71.1
21h24 - 0.275 V, 16.2 mA - Rint = 75.6
21h31 - 0.263 V, 15.9 mA - Rint = 77.7
21h47 - 0.250 V, 15.3 mA - Rint = 81.6
22h25 - 0.206 V, 15 mA - Rint = 86.2
23h05 - 0.217 V, 15 mA - Rint = 85.5
23h49 - 0.260 V, 16 mA - Rint = 77.5

22/01/2017

03h25 - 0.256 V, 17 mA - Rint = 73.2
10h04 - 0.279 V, 18.4 mA - Rint = 66.3
10h13 - 0.280 V, 18.5 mA - Rint = 65.9
17h14 - 0.302 V, 19.8 mA - Rint = 60.5
22h37 - 0.302 V, 19.8 mA - Rint = 60.5
23h37 - 0.304 V, 19.9 mA - Rint = 60.1


23/01/2017

3h03 - 0.300 V, 20.2 mA - Rint = 59.4
9h42 - 0.296 V, 20.4 mA - Rint = 59.1



Sur l'image le moteur est à gauche coincé dans un morceau de plastique.
Le moteur tourne toujours et si la résistance interne diminue encore, je pense qu'il tournera encore plusieurs jours.

Je serai intéressé si il y a des chimistes de comprendre quelles réactions se produisent dans la pile.

Pileouface

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(114.71 Ko)

Voici un diagramme de l'évolution de la résistance interne de la pile sur 37 h 00 de fonctionnement en continu.

On retrouve la même évolution qu'avec la résistance de 470 ohms, une mise en charge avec descente de la tension de la pile suivi d'une récupération et d'une stabilisation des performances.

La consommation moyenne du moteur est de 18.4 mA, il a donc consommé sur 37 h00 : 681 mA
L'échelle des X correspond aux points de mesure qui ne sont pas à intervalles réguliers mais quand j'étais disponible.


Pileouface

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(51.3 Ko)

Bonjour,

Cela fait penser à un formatage de la pile.

A+
JCV

Oui cela recommence à chaque fois quand on met une charge après que la pile soit revenue à 1.5 v

Personne de doué en chimie ?

Pileouface

Trop oublié depuis l'école, je ne peux pas aider en chimie.

Sur Wikipédia il y a des infos, mais je suppose que vous avez déjà regardé.

https://fr.wikipedia.org/wiki/Pile_%C3%A9lectrique

A+
JCV

On m'a signalé ce document sur les piles très bien fait.

https://www.uclouvain.be/cps/ucl/doc/emedia...es_piles(1).pdf


Par précaution j'ai mis la pile au sous-sol et aérée, car il doit y avoir dégagement d'hydrogène
(p 11 dans le document)

La pile a fourni 0.9 A au bout de 48h00.
Le moteur tourne toujours, la résistance interne a très légèrement remontée.


Pileouface

Bonjour,

Oui, c'est un document très bien fait. Tout y est expliqué.

Votre pile à fournit 0.9A cela me parais beaucoup, par rapport aux 20mA qu'elle fournissait avant.

A+
JCV

Je parle du courant total fournit par la pile au moteur en 48h00. La consommation moyenne du moteur est de 0.018 A.
0.018 * 48 = 0.864 A.

Le moteur tourne toujours, j'ai fait un essai au froid et le moteur s'est assez vite arrêté
à une tension autour de 0.1 V.

Donc je l'ai remis à 20.5 ° et la tension avec le voltmètre seul est stabilisée à 152 mV.
Avec l'ampèremètre en série, j'ai une tension qui double, je me demande pourquoi.
Il faut que je regarde à l'oscillo ce qui se passe.

A l'heure qu'il est la pile a du fournir 1 A au moteur en 58 h 00 avec des interruptions de quelques secondes pour les branchements. Je continue les tests.

Pileouface

J'ai regardé à l'oscillo ce qui se passe.
La batterie nue donne un signal continu parfait, aucune ondulation ou haute fréquence.

Avec le moteur cela se complique et on voit de multiples oscillations haute fréquence que je n'ai pas
réussi à retirer avec des capacités de 100nf, 100 pf ou 47 pf. En fait l'atténuation est très faible avec une capa.
Voici la trace à l'oscillo avec le moteur.

Le calibre de l'oscillo est de 5 mv par carreau, donc l'ondulation est importante par rapport à la tension.
Je suppose que cela fausse les résultats de l'Ampèremètre, la tension est autour de 175 mv, donc conforme à la mesure du voltmètre.

Pilefouface

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(62.57 Ko)

Je reviens à des méthodes plus simples de mesure du courant.
Je place une résistance de 0.1 ohms en série ce qui ne modifie pas la mesure de la tension, 0.173 V
La tension aux bornes de la résistance est de 2 mV, la conso est donc de 20 mA environ, car je ne connais
pas la précision de la résistance.

Pileouface

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