Dies ist der zweite Teil zum Blog-Artikel über die Messung meiner Zink-Luft-Zelle Dabei gehts um die Charakterisierung bzw. Aufzeichnung einer Kennlinie bei Erstinbetriebnahme einer neuen Gaskathode, und den Vergleich von Gaskathoden von unterschiedlichen Herstellern.
Soeben hab ich die noch ausstehende Vermessung der Gaskathode von ElectricFuel erfolgreich absolviert.
Diese Gaskathode steigt deutlich niedriger (als die andern beiden) mit etwa 0.88V unter Last ins “Rennen”, bei einer Leerlaufpannung von 1.27V. Daher wurde die Abschalt-Schwelle des Experiments, die bei den beiden anderen Messungen bei 0.95V lag (entsprechend der LVC-Schwelle eines NiMh-Akkus), hier auf 0.75V angepasst, was im Verhältnis den anderen beiden Messungen in etwa entspricht.
Der Jungfernflug dauerte 304 min, dabei wurden 2,487 Wh erzeugt.
Die Phase von der ersten Inbetriebnahme der unverbrauchten Zelle bis zum erreichen der Abschaltschwelle (Jungefernflug) dauerte rund 5 Stunden, und in dieser Zeit wurden 2,487 Wh erzeugt, also rund 0,490 W Durchschnittsleistung.
Anschliessend erfolgte wieder eine Langzeitmessung mit simulierter Elektrolytspülung zur Bestimmung einer gegebenen Energiedichte. Dabei wird der Elektrolyt nach Erreichen der Unterspannungsabschaltung immer wieder gegen frischen ausgetauscht bis die Zinkanode so erodiert ist, das nichts mehr geht. Anhand des Gewichts der verbrauchten Zinkmenge kann man auf die Energiedichte schliessen.
Die 3. Elektrolytspülung hat begonnen.
Interessant ist, dass die Spannung nach den Elektrolyt-Spülungen immer deutlich höher ist als am Anfang. Das setzt sich in etwa so fort bis zur 5. Spülung (insgesamt waren es 6).
Ende der 5. und Beginn der 6. Spülung
Sowohl Spannung als auch Strom weisen mittlerweile mit 1.026V/0,672A (unter Last) einen deutlich höheren Wert gegenüber dem Einstigesniveau von 0.863V/0,567A.
Das erste Loch in der Zink-Anode
Wahrscheinlich wird durch die Korrosion auch gleichzeitig die Oberfläche aufgerauht und damit leicht vergrößert.
Der Gesamtverlauf bis zu 5. Spülung
Es erfolgte noch eine 6. Spülung bei welcher die Zinkanode völlig erodiert wurde. Insgesamt wurden in 1329 min (22h9min) 12,675 Wh an Leistung abgegeben, was einer Durchschnittsleistung von 0,572 W entspricht, die sich im Verlauf der Messungen bis auf einen Maximalwert von 0.689 W während der 5. Spülung steigerte.
Die 6. Spülung und das Ende der Messung.
Die Zink-Anode ist am Ende völlig erodiert und der mittlere Bereich quasi weggefressen.
Am Ende ist von der Zink-Anode nicht mehr viel übrig.
Die Zunahme des Energieniveaus im Verlauf des Experiments ist interessant. Ich habe das bei den anderen beiden Gaskathoden nicht so beobachtet, aber vielleicht trat der Effekt dort ganz minimal auf und war halt nicht so deutlich erkennbar wie hier. Ich frag mich was das genau bedeutet und vermute, dass hier ein phasenhafter Verlauf der fortschreitenden Erosion an der Zink-Anode sichtbar wird. Der irgendwann sein Maximum erreicht, danach werden einfach die Löcher zu groß. Interessanterweise kamen die Spannungserhöhungen sprunghaft immer gleich nach dem Spülen bzw. dem Austauschen/Erneuern des Elektrolyten. Wahrscheinlich wurden durch die Spülungen gezielt große Flocken Zinkoxid von der Zinkoberfläche heruntergerissen so dass anschliessend mehr Angrifsfläche geboten wurde.
Und diese Zinkoxidflocken beobachte ich ja auch beim spülen, aber ich konnte bislang nicht sagen, ob die nun von der Zinkoberfläche direkt kommen, oder ob die sich vorher noch am Grunde angesammelt hatten.
Vielleicht sollte man die Zinkplatten einer ständigen, leichten Vibration aussetzen …. wie etwa Beschallung mit HeavyMetall-Musik 
Eine genaue Auswertung der Energiedichte und eine detaillierte Gegenüberstellung der Messergebnisse aller drei getesteten Gaskathoden erfolgt später noch im 3. Teil dieses Blog-Artikels.
Aber jedenfalls kann man bezüglich der Nennleistung des ZAC-Messaufbaus, (deswegen genannt “Kathodentester” ) mit den drei verschiedenen Gaskathoden somit schon mal über die Durchschnittsleistung sagen:
Gaskatel: 0,725 W, Quantumsphere: 0,639 W und ElectricFuel: 0,572 W.
