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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 14 02. 2020 13:44 #65219

Mein Gedanke ist folgender.
Es gibt Batterien die in der Lage wären, mehr Strom zu speichern als Lithium- Zellen. Zum Beispiel Aluminium-Luft-Batterie. Das Problem bei diesen Zellen ist, das sie sich nicht wieder aufladen lassen, da die Ionen sich nicht so anordnen wie gewollt.

Meine Frage: Ist es möglich, durch geschickte Magnetfelder im Ladegerät, die Ionen dort hin zu zwingen, wo man sie haben will.

Es ist möglich, durch geschickt angeordnete Magnetfelder ein Plasma in der Schwebe zu halten. Dann muss er doch auch möglich sein, Ionen an der Kathode bzw. Anode richtig anzuordnen.

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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 14 02. 2020 14:23 #65221

Harald Franz schrieb: Das Problem bei diesen Zellen ist, das sie sich nicht wieder aufladen lassen, da die Ionen sich nicht so anordnen wie gewollt.
...
Meine Frage: Ist es möglich, durch geschickte Magnetfelder im Ladegerät, die Ionen dort hin zu zwingen, wo man sie haben will.

Da man solche Batterien herstellen kann...erübrigt sich doch die Frage?

Es geht wohl eher darum, dass herkömmliche Ladegeräte dazu nicht in der Lage sind, und industrielle Anlagen oder Plasmafallen für den Privatmann nicht erschwinglich sind

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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 14 02. 2020 20:05 #65246

Sie lassen sich nur als Batterie herstellen, aber nicht als Akku.
Es geht darum, das sie sich nicht als Sekundärzellen (wiederaufladbar) herstellen lassen. Das liegt bei vielen Zellen daran, das sich die Ionen beim Aufladen willkürlich an den Elektroden anordnen.
Das ist auch der Grund, warum Akkus je nach dem, wie oft sie geladen werden an Leistung verlieren.
Es muss doch möglich sein, mit Magnetfelder beim Laden dieses zu verhindern.

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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 14 02. 2020 22:19 #65249

Harald Franz schrieb: Es muss doch möglich sein, mit Magnetfelder beim Laden dieses zu verhindern.

Magnetfelder wirken nur auf bewegte Ladungen.

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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 15 02. 2020 09:02 #65257

Wenn beim Laden strom fließt, bewegen sich die Teilchen.

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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 15 02. 2020 12:31 #65263

Ja schon, aber am selben Ort immer in derselben Weise, also landen alle am selben Ziel.

Das Magnetfeld müßte sich also dem Ladungszustand anpassen.

Mir ist allerdings nicht klar, wie Ladungsverteilung und chemische Reaktion miteinander zusammenhängen. Üblich benützt man ja einen Elektrolyten, in dem sich die Ladungen einigermaßen frei bewegen können. Dafür braucht man kein Magnetfeld. Die energetisch höheren Moleküle lagern sich dann beim Laden an den Polen ab. So wird das wohl auch beim Lithium-Ionen-Akku ablaufen
wiki: Die reaktiven Materialien sowohl in der negativen als auch in der positiven Elektrode sowie der Elektrolyt enthalten Lithiumionen.
Beim Kondensator ist es hingegen einfacher Ladungsfluss der Elektronen.
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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 16 02. 2020 17:06 #65320

ja, das ist mir alles klar.
Da sich die Ladungsträger aber nicht wieder an den Stellen anlagern, wo sie waren, ist die Lebensdauer eines Akkus begrenzt.
Ich dachte mir das Magnetfeld auch nur unterstützend, damit sich die Ionen gleichmäßiger anlagern.
Ich denke auch, das Magnetfeld müsste geregelt sein. Mit Dauermagneten ist das sicher nicht zu erreichen.
Ich kann mir denken, das dadurch vielleicht auch Zellen geladen werden können, wo es jetzt nicht möglich ist.
www.weltderphysik.de/gebiet/technik/news...us-luft-alu-und-oel/

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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 16 02. 2020 18:13 #65322

Ich kann mir nur schwer vorstellen das da mit Magnetfeldern irgendwas zu machen ist. Das sind ja Elektrische Vorgänge die sich da abspielen.
Die Ladungsträger bewegen sich da afaik nicht besonders schnell und nicht besonders weit.
...
@Harald Franz
Hier hat man ja schon den Alu-Akku: gleich unter dem Beitrag aus deinem Link
www.weltderphysik.de/gebiet/technik/news.../akku-aus-aluminium/

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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 16 02. 2020 19:01 #65325

Hier eine sehr vereinfachte Darstellung, wie ich mir das denke.
Der Einfachheit halber hier mit Stabmagnet als Symbolische Darstellung.

Ich will zum Beispiel die Lebensdauer eines Akkus erhöhen.
Oder Akkus ermöglichen, die es bis jetzt noch nicht gibt.
Mir ist bekannt, wie Akkus funktionieren. Dieser Alu-Akku ist nur ein Beispiel.
Mir geht es um folgendes:
Alle Akkus altern, weil sich die Ionen nicht so gleichmäßig, wie gewollt an den Elektroden absetzen.
Das elektrische Feld zwischen den Elektroden ist homogen so lange der Abstand gleich ist. Bei jedem Lade/Entladezyklus wird die Oberfläche aber rauer. Das möchte ich verhindern.

Anhang geht leider nicht, ich versuche es so:
drive.google.com/file/d/1SwV6JCqqj5QLRO4...o2o/view?usp=sharing

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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 16 02. 2020 19:03 #65326

Leider funktionieren Attachments zur Zeit nicht.
Bitte bei einem öffentlichen Hoster hochladen und als Bild verlinken.

Ich könnte mir schon eine "Zieleinrichtung" wie bei der Kathodenröhre vorstellen, um dann eine Speicherstelle nach der anderen zu füllen. Aber der Mechanismus wird außer Verhältnis stehen. Da wird es dann noch einfacher sein, die Speicherstellen wie bei einem Flatscreen einzeln zu verdrahten.

Allerdings ist dann der Elko noch einfacher.
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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 16 02. 2020 19:14 #65327

ja, so in etwa meinte ich das.
Da es sehr kompliziert ist, die Kathode so zu "verpixeln", dachte ich das ganze von außen im Ladegerät zu machen.
Das geht wohl mit einem Magnetfeld eher.

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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 16 02. 2020 19:16 #65328

Von außen werden wohl sehr große Feldstärken nötig sein. Und ob man da so genau zielen kann?

Naja wie in Deiner Grafik kontinuierlich abfahren...ob das so glatt wird?
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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 16 02. 2020 19:24 #65329

Harald Franz schrieb: Das elektrische Feld zwischen den Elektroden ist homogen so lange der Abstand gleich ist. Bei jedem Lade/Entladezyklus wird die Oberfläche aber rauer. Das möchte ich verhindern.

Wie genau (wie fein) willst du ein Magnetfeld strukturieren damit die Ionen wieder an genau dem Platz landen wo sie waren?
Wenn es denn überhaupt mit Magnet geht. Ist es nicht so das Magnete nur auf bewegte Ladungen wirken weil die dabei ihr eigenes Magnetfeld erzeugen? Was in der Batterie abläuft hat eher mit elektrischen Feldern zu tun.

BTW:
Ich erinnere mich: zu DDR Zeiten gab es unter Bastlern ein eine große Community die sich mit der Wiederverwendung von Zink-Kohle Batterien beschäftigt hatte. Da hatte man das Problem auch das sich das Zink nicht gleichnäßig ablagerte.
Eine brauchbare Lösung die zumindest einige Ladezyklen erlaubte war die asymmetrische Wechselstromladung. Man hatte damit eine gleichmäßigere Ablagerung der Zink-Ionen an der Gefäßwand erreicht.


LOL, Ich muss grad über meinen Tippfehler lachen:
"gleichnäßig".. das trifft das Problem sowas von^^

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geladene Teilchen,Magnetfelder und Batterien 17 02. 2020 17:23 #65378

so einfach wie auf meiner Zeichnung geht es sicher nicht.

Es gibt ein Verfahren, wo Impulsweise geladen wird. Das soll eine Verbesserung bringen. Ob es wirklich so ist, weiß ich nicht.

Eine Verbesserung sind ja Festkörperzellen mit einem festen Elektrolyt.

Mein Gedanke ist immer noch, wie ist es möglich billige Zellen, möglichst ohne Mangan, Kobalt und Lithium zu bauen, die auch eine vernünftige Kapazät und Zyklenzahl haben. Aluminium bietet sich da an. Ein anderes Alkalimetall fällt mir jetzt nicht ein, das billig und nicht gefährlichg ist.

Vielleicht ist der Weg dazu, eine intelligente Ladetechnik. Ich dachte mir, das elektrische Feld mit einem Magnetischen Feld zu steuern.

Danke für eure Mühe. Ich habe verstanden, das die Probleme größer sind, als ich dachte.

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