ZACplus Citizen-Science workshop vom 07.06. bis 09.06.2024

Ort: OpenEcoLab Rahden

Teilnehmer: 8

Bei diesem workshop wurde die neue Zelle mit integrierter Zirkulation in Betrieb genommen sowie ein paar kleiner Versuche durchgeführt. Zu unserer positiven Überraschung lief die Zelle wesentlich länger als zunächst erwartet, so dass dieser workshop spontan verlängert wurde bis zum 16.09. und ein erfolgreicher Langzeitversuch durchgeführt werden konnte.

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https://www.youtube.com/watch?v=QRqRMy4RytU

Experiment 07.06.2024-1

Einführung:

Dieses Experiment gehört noch zu der am 10.05. begonnenen Versuchsreihe mit dem Recycler (Experiment 10.05.2024-2), wobei die Spannung variiert wird. Es wurde bereits mit 2,4V und 4,2V gemessen und jetzt kommt noch eine weitere Messung mit 3,6V hinzu. Die Beschreibung und Darstellung der Ergebnisse aus den vorigen Versuchen sind zu finden unter [1]

Methoden / Setup: Es geht hier um eine Messung der Gewichtszunahme an Zink (Zn) welches aus Zinkoxid (ZnO) im Recycler gewonnen wird und über mehrere Stunden läuft. In dieser Variation beträgt dabei die vorgegebene Spannung 3,6 V und der dabei von der Zelle gezogene Strom in Ampere ist der zu messende Wert. Dabei lagert sich das Zink an der Gitterelektrode an so dass sich eine Art Zinkschwamm bildet der ständig wächst und an Gewicht zunimmt. Da die Gitterelektrode hängend an einer Federwaage befestigt ist kann die Gewichtszunahme beobachtet und gemessen werden.

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Ergebnisse:

Wie bei den vorigen Durchgängen erfolgt auch hier die Zunahme in Form einer linearen Geraden, welche nach ca. 440 Minuten keine weitere Gewichtszunahme mehr zeigt.

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Im folgenden Diagramm sind die Geraden aus den vorigen Versuchen (mit 2,4V und 4,2V) und aus diesem (mit 3,6V) zum Vergleich eingetragen, allerdings ohne den jeweiligen Offset (d.h. nur das reine bzw. netto-generierte Zink-Gewicht) und es wird deutlich, dass mit der Spannung die Steigung zunimmt.

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Diskussion:

Das heisst, dass ein gegebene Gewichtszunahme, wie zB. 1,50 g desto schneller erreicht wird, je höher die Spannung ist, d.h. bei 4,2V bereits nach rund 150 min, bei 3,6V nach ca. 400 min und bei 2,4V nach 650 min.

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Zusammenfassung / Ausblick:

In künftigen Experimenten mit dem Recycler wird es darum gehen, den Stromverbrauch bei der Zink-Regenerierung weiterhin zu optimieren, da dieses essentiell für einen guten Wirkungsgrad ist. Die bisherigen Versuche sind eher als eine Art Vorversuche anzusehen, um sich an die Sache heranzutasten. Aber sie sagen noch nichts über einen erreichbaren Minimal-Stromverbrauch aus, da dieser von vielen unterschiedlichen Faktoren abhängen kann, wie zB. die Größe bzw. Fläche der Elektroden, deren Abstand zueinander, aus welchem Material sie bestehen, die Art und Weise wie das Zinkoxid ind as System eingebracht wird usw. Was aber auch ganz ok ist, denn dadurch eergeben sich noch etliche Möglichkeiten zur Optimierung.

Literatur und Links

Referenz	Beschreibung
[2]	Ein Video vom dritten Tag des workshops, welches livestream-artig den Bau des Interfaces zeigt.