Bygga en "Bagdad batteri" (7 / 10 steg)

Steg 7: Hur denna "replika" skiljer sig från andra försök

Förutsätta att det är en batteri, reproduktioner har jag sett alltid antagit följande: en sur elektrolyt (citronsaft, rödvinsvinäger, etc.) med en iron|copper elektrod par som ingår i en porösa oglaserade burk. Eftersom burkar och elektroder är närvarande som artefakter, kan vi anta de flesta aspekter av tidigare rekonstruktioner är korrekta, men bevisen för en sur elektrolyt eller obestruket järn elektrod är svagare.

7 mm i diameter 75 mm längd järn stång med en Fe3O4 beläggning i stället för obestruket järn
Antagandet av en obelagd elektrod järn är kanske inte korrekt. Artefakterna (som jag förstår från bokföring och några lågupplösta bilder) visar en blandning av svarta och röda färgade järn - som jag antar är Fe3O4 ("svart rost") och Fe2O3 ("röd rost'), två av de vanligare oxidationen påstår för järn. Jag är långt ifrån en expert på järnoxider, men från vad jag förstår, Fe3O4 vanligtvis utgör inte över Fe2O3 om inte placeras i kokande vatten. Som ett exempel, har jag inte sett svart rost (Fe3O4) form på en gammal bil täckt med röd rost (Fe2O3), men det betyder inte att det inte är möjligt, jag har aldrig begravt en järn artefakt för 2000 år heller. Dock Fe2O3 (röd rost) kan arbeta sig in i ett lager av Fe3O4. Eftersom bilder av de artefakter som jag har sett visar en blandning av Fe2O3 och Fe3O4 på artefakt, i min inre syn, innebär det att det var ursprungligen ett lager av Fe3O4 som var mer sistnämnd infiltrerad av Fe2O3.
Så, jag antar att elektroderna var Fe3O4 och inte vanligt järn - det var verkligen inte Fe2O3, eftersom detta inte producerar en livskraftig cell. Dessutom, som visas i steg 6, Fe3O4 producerar en bättre elektrod än vanligt järn, och om detta var ett uppladdningsbart batteri som används under längre perioder, Fe3O4 beläggningen skulle ge visst skydd från bildandet av Fe2O3. Men den starkaste bevis är det strykjärn av denna tid och form skulle har smitts under hög temperatur som översteg peka av decalescence för låga koldioxidutsläpp järn 425 F-525 F. Beyond decalescence peka, järn lätt bildar en beläggning av Fe3O4. Så, genom att välja ett järnspett utan Fe3O4, tidigare replik skapare skulle behöva anta att Fe3O4 purposefully togs bort från iron rod - men vi vet som mest förfalskade kvar föremål av denna tid deras Fe3O4 beläggning.
Varför:
Vanligt järn skulle sannolikt oxiderar till Fe2O3 (röd rost) och denna oxidation stat inte fungerar bra som en elektrod. Som Fe3O4, järnet är faktiskt skyddat från väder och vind och producerar en bättre cell än vanligt järn, och betydligt bättre än Fe2O3.
Hur:
Som diskuterades i steg 2, stryker omvandlas lätt till det Fe3O4 oxidationstillståndet - sannolikt genom smide processen, men en bit redan rostiga järn kan också kokas i vatten i några minuter, eller järn kan helt enkelt vara nedsänkta i havsvattnet, alla metoder fungera bra, och skulle ha varit tillgänglig för civilisationer för 2000 år sedan.

En icke sura elektrolyt och thus en uppladdningsbar cell
Den koppar elektroden är fullständigt oxideras under ansvarsfrihet i sura kemi, att göra för en hel röra (se foto). Om en sur elektrolyt, artefakter bör Visa betydande korrosion på elektroderna och i burken, men ingen av de arkeologiska bevisen eller publicerade konton jag sett anges denna nivå av telltale korrosion. BBC-artikel som anges i steg 10 nämner korrosion och ett test som visar syra, men ger inte några ytterligare detaljer. Korrosion i artefakt fotograferar, faktiskt liknar korrosion mönster jag har sett efter borttagning av koppar från en alkalisk elektrolyt (se foto).

Om det var en syra kemi, äppelcidervinäger verkar mer troligt än citronsaft eller rödvinsvinäger används av vissa utredare - min uppfattning är att rödvinsvinäger inte användes i tidigare tider. Kanske mosade druvor användes i stället, som sett i Arne Eggebrecht replika demonstration, detta skulle ge vinsyra, men sedan ättiksyra och citronsyra båda det känt att partherna, detta är lika möjligt också. Dock en alkalisk elektrolyt verkar precis lika sannolikt att mig och som jag har förklarat, skapar ett mycket intressant batteri.

De tillgängliga konstruktionsdetaljer verkar också stödja möjligheten att detta är en alkaline kemi. De flesta utredare, inklusive jag själv, har undrat varför koppar elektroden är förseglad i lera burken, eftersom att fylla en krets för att extrahera nuvarande är mycket svårt - det är förbryllande eftersom döljande av koppar elektroden inte tycks vara nödvändigt med en sur elektrolyt. Dock med en alkalisk elektrolyt, är koppar elektroden snabbt oxideras även när delvis utsätts för luft. Eftersom de artefakter som hittats visar att koppar förseglades i fartyget med bara järn elektroden utsatt - denna konstruktion detalj tycks stödja argumentet för en alkalisk elektrolyt, inte en sur elektrolyt, eftersom utsatta delar av koppar elektroden är mindre benägna att oxidation med en sur elektrolyt (se foto).

Varför:
En syra kemi innebär elektroderna är bara bra för en användning. En alkalisk elektrolyt möjliggör en uppladdningsbar cell. Cell kemi är också mycket mindre robust med en sur elektrolyt, och ger en cell med endast 1/5 kapaciteten hos en enda laddningscykel av alkalisk elektrolyt uppladdningsbara cellen.

Så, kanske jag har övertygat du detta är en uppladdningsbar cell, men hur var det laddat? Kanske en earth batteri - stick två ledare (koppar, järn, kol, etc. alla verk böter) till jorden och du kommer att få runt en 1.2 V potential med några mA ström. Jag laddade min repliker med spänning/ström som simulerar ett batteri som jorden.

Hur:
KOH, en alkalisk urin eller kanske en annan basiskt ämne, är alla möjliga, men mina experiment bara använt KOH. En kost rik på citrusfrukter, baljväxter och grönsaker är kända för att höja pH och producerar urin som är mer basisk - detta skulle ha varit nära kosten för denna gång. Jag har ätit en hel del citrus och baljväxter nyligen, så kanske jag kommer att testa min urin-pH och ge det en chans. Tvål produktion påstås ha varit närvarande under denna tid, så det är möjligt fanns förtrogenhet med alkaliska kemiska sammansättningar. I min frus DIY tvål bok påstår gemensamma lore att tvål upptäcktes när aska från brand gropar dräneras med fett från animaliska renderingar till närliggande strömmen där folk tvättade kläder och andra föremål, och det märktes kläderna var lättare att rengöra - huruvida detta konto är sant eller inte, jag vet inte. Men är blanda askan med vatten inte rocket science. Även idag, produceras de flesta KOH kommersiellt med formuläret aska bränt trä, blötläggning i vatten och sedan avdunstar vattnet från att lämna KOH kristaller. Det kanske klokt att ha en grop av vatten nära din natt eld, om askan var rakade i vattnet ska du få en alkalisk lösning som skulle fungera bra som en elektrolyt. Eftersom bladet koppar inte var utsatt, burkarna kan har placerats i en reservoar av denna lösning (t.ex. ett hål grävt i jorden fylld med urin eller aska vatten) med järnspett ansluten till en annan ledare i jorden, nu bör du ha en jorden batteriladdning station med en klar källa av elektrolyt påfyllning. Jag stretching lite här, men denna förklaring verkar fortfarande mer trovärdiga än en sur elektrolyt. Efter att ha spelat med flera replika permutationer, jag ska egentligen bara reemphasize elektroderna är skyddade i en alkalisk elektrolyt och oxideras med en sur elektrolyt - dessutom som artefakter indikerar koppar var isolerad i behållaren, frågor med en alkalisk elektrolyt.