Wie funktionieren Crystal Power Cells ("Salzkristallbatterien")?

[Andreas (Gast)]

Hallo,
ich habe auf Youtube ein paar Videos gesehen, in denen selbstgemachte 
Batterien verwendet werden, die meistens aus einem Kupfergefäß bestehen 
und einem Magnesiumstab, dazuwischen eine Art wasserfreie, 
kristallisierte Salzmischung. Diese Batterien geben anscheinend über 
Jahre einen mehr oder weniger kleinen aber konstanten Strom ab.
Kann jemand erklären, wie das funktioniert?

Hier ein Beispielvideo:
"How to Build Crystal Power Cells - Long Duration Power"
https://www.youtube.com/watch?v=Mzq_qWIhamQ

In manchen Videos sieht man, wie das geschmolzene Salz beim Abkühlen mit 
einer angeschlossenen Spannung "vorelektrisiert" wird (wohl so ähnlich 
wie bei einem Piezokristall). Ob das für die spätere Funktion wirklich 
notwendig ist, konnte ich bisher allerdings nicht rausfinden.

[Lukas T. (tapy)]

Recht einfach:
Wie eine konventionelle "Batterie" im Sinne von Primärzelle. Das 
Magnesium wird allmählich aufgelöst, was die Energie liefert, und die 
tollen "Kristalle" sind nötig, weil die ordentlich Wasser binden und 
damit eine Ionenbeweglichkeit zwischen Magnesium- und Kupferelektrode 
liefern. Elektrolyt ist das Wort dafür.
Im Falle dieser Batterie wird das Magnesium vermutlich letztendlich zu 
Magnesiumoxid (über das Hydroxid; mit Luftsauerstoff; daher nimmt Masse 
und Volumen zu und die _Festelektrolyt_batterie platzt meist irgendwann) 
umgesetzt.

Es gibt also nach Wikipedia, bzw. der elektrochemischen Spannungsreihe
O2 + 2 H2O + 4 e− ⇌ 4 OH− : +0,401 V
Mg2+ + 2 e− ⇌ Mg : −2,362
grob 2,8 V maximale Spannung (weniger, weil das ganze definitiv 
schlechter als unter Normbedingungen arbeitet; die sind zwar nur 1 molar 
und hier liegt Feststoff vor, dafür haben wir Passivierungsschichten und 
Sättigung im Elektrolyten) und wegen der Elektrodengeometrie und der 
Wahl des Elektrolyts furchtbar wenig Strom.

Angaben von Strom und Spannung in den Videos sind meist Kurzschlussstrom 
und Leerlaufspannung. Daraus ergibt sich keine Leistung, da je nur eins 
von beidem vorliegen kann.
Die Rechnungen in den Videos sind also 99% Käse. Okay, das sage ich, 
ohne das Video gesehen zu haben. Vielleicht ist auch keine Leistung oder 
Energie genannt worden. Wenn doch ist die unplausibel. Sonst ist das 
Ding nämlich sehr unbeeindruckend.

Edit: Rechtschreibfehler.

Edit:
Zink oder Magnesium ist übrigens fast egal. Daher:
https://de.m.wikipedia.org/wiki/Zink-Luft-Batterie

[Hp M. (nachtmix)]

Andreas schrieb:
> Diese Batterien geben anscheinend über
> Jahre einen mehr oder weniger kleinen aber konstanten Strom ab

Anscheinend.
Kauf dir lieber eine gewöhnliche 1,5V Alkalizelle mit 5 Jahren 
Lagerfähigkeit, oder, wenns wirklich lange halten soll, eine Li-SOCl2 
Zelle. Letztere haben 3V, und der Hersteller garantiert eine Lagerdauer 
von mindestens 10 Jahren.

Die im Video gezeigte Salzmischung aus Alaun, Kaliumchlorid und Borax 
wirst du auch nicht mehr realisieren können, weil die letztere 
Komponente seit einigen Jahren nicht mehr an Endverbraucher abgegeben 
werden darf:
https://de.wikipedia.org/wiki/Borax#Sicherheitshinweise
https://de.wikipedia.org/wiki/Borate#Toxikologie

Im Übrigen enthalten Alaun und Borax jede Menge Kristallwasser, die sie 
mit Freuden an das, sich bei der Entladung bildende, hygroskopische 
Magnesiumchlorid abgeben werden.
So trocken, wie es scheint, ist die Zelle also nicht.

[Teo D. (teoderix)]

Hp M. schrieb:
> So trocken, wie es scheint, ist die Zelle also nicht.

Wie sollte sie denn sonnst funktionieren?
Die echten "Satzbatterien" (Akku), haben eine  Arbeitstemperatur von 
rund 250°C.