ÿþC H L O R A T E S A N D P E R C H L O R A T E S
A m a z i n g l y , c h l o r a t e s a n d p e r c h l o r a t e s c a n b e p r o d u c e d t h r o u g h a s i m p l e
e l e c t r o c h e m i c a l p r o c e s s f r o m s i m p l e s s a l t s . S o d i u m C h l o r i d e ( t a b l e s a l t ) a n d P o t a s s i u m
c h l o r i d e ( a n o t h e r t y p e o f s a l t f o u n d o n e B a y ) a r e t h e t w o m o s t c o m m o n . T h e s a l t s a r e
d i s s o l v e d i n b o i l i n g h o t w a t e r u n t i l n o m o r e s a l t w i l l d i s s o l v e . I t i s c o o l e d a n d p a s s e d
t h r o u g h a c l o t h f i l t e r t o r e m o v e a n y u n - d i s s o l v e d s a l t . T h e r e m a i n i n g l i q u i d i s c a l l e d a
s a t u r a t e d s o l u t i o n . I t i s t h e n p l a c e d i n a c o n t a i n e r a n d a s m a l l D C c u r r e n t i s p a s s e d
t h r o u g h i t w i t h a n a n o d e a n d c a t h o d e .
T h e a n o d e i s t h e p o s i t i v e c o n n e c t i o n a n d t h e n e g a t i v e i s r e f e r r e d t o a s t h e c a t h o d e .
T h e e n t i r e b o d y i s c a l l e d a n e l e c t r o l y t i c c e l l . T h e r e a r e m a n y o t h e r c h e m i c a l a n d t h e r m a l
p r o c e s s e s t o p r o d u c e c h l o r a t e s a n d p e r c h l o r a t e s b u t t h e y a r e n o t w e l l s u i t e d f o r s m a l l
s c a l e p r o d u c t i o n . A n o t h e r m e t h o d I h a v e u s e d i s t o t h e r m a l l y d e c o m p o s e s o d i u m
h y p o c h l o r i t e ( f o u n d i n c o m m o n b l e a c h ) i n t o s o d i u m c h l o r a t e b y b o i l i n g d o w n t h e b l e a c h
t o a s a t u r a t e d s o l u t i o n a n d a l l o w i n g c o o l i n g . U p o n h e a t i n g i t w i l l d e c o m p o s e i n t o s o d i u m
c h l o r a t e a n d a s m a l l a m o u n t o f s o d i u m c h l o r i d e . T h e s o d i u m c h l o r a t e w i l l f o r m a n d
c r y s t a l l i z e a n d t h e s o d i u m c h l o r i d e t h a t f o r m s r e m a i n s d i s s o l v e d i n t h e l e f t o v e r w a t e r .
A d d i n g a n a q u e o u s s o l u t i o n o f 1 0 0 g r a m s p o t a s s i u m c h l o r i d e p e r g a l l o n o f b l e a c h u s e d
w i l l c h a n g e t h e s o d i u m c h l o r a t e t o p o t a s s i u m c h l o r a t e . P a s s i n g t h r o u g h a f i n e f i l t e r a n d
t h e n r i n s i n g w i t h i c e c o l d w a t e r w i l l r e m o v e e x c e s s s a l t .
B e l o w i s a p i c t u r e o f t h e r e s u l t i n g p r o d u c t p r e p a r e d i n a l a r g e p o t o u t d o o r s o n a c a m p i n g
s t o v e b u r n e r .
C O N S T R U C T I N G T H E C E L L
T h e c o m p o n e n t s o f a n e l e c t r o l y t i c c e l l a r e a s f o l l o w s .
C e l l b o d y
E l e c t r o d e s - - - - - - - - - - A n o d e + C a t h o d e -
E l e c t r o l y t e ( a q u e o u s s o l u t i o n )
P o w e r s u p p l y ( D C v o l t a g e )
A d d i t i o n a l c o m p o n e n t s a r e a l s o f r e q u e n t l y s e e n s u c h a s a l i d o r c o v e r , a v e n t
p i p e , a d e v i c e f o r c o o l i n g o r s t i r r i n g t h e e l e c t r o l y t e , e t c .
C E L L B O D Y
T h e c e l l b o d y m a t e r i a l i s n t a s c r u c i a l a s s i z e . T h e s i z e o f t h e c e l l b o d y o r
v o l u m e o f e l e c t r o l y t e i s r e l a t i v e t o t h e s i z e o f y o u r p o w e r s u p p l y u s e d a n d s i z e
o f a n o d e a n d c a t h o d e s .
I l i k e t o b e a b l e t o s e e w h a t i s g o i n g o n i n s i d e d u r i n g o p e r a t i o n a n d l i k e t o u s e a
t r a n s p a r e n t c e l l b o d y . S o m e t y p e s o f p l a s t i c w i l l b e a t t a c k e d a n d b e c o m e f o g g y ,
u l t i m a t e l y d i s s o l v i n g a n d c o n t a m i n a t i n g y o u r f i n a l p r o d u c t . I h a v e h a d s u c c e s s
u s i n g P V C p i p e , a c r y l i c c o n t a i n e r s , a n d g l a s s . A s t a i n l e s s s t e e l b o d y c a n b e
u s e d a n d t h e n e g a t i v e t e r m i n a l o f t h e p o w e r s u p p l y c o n n e c t e d t o i t t o a c t a s t h e
c a t h o d e . I r e c o m m e n d u s i n g a c e l l b o d y s i m i l a r t o t h e o n e b e l o w w h i c h w a s
p u r c h a s e d f r o m W a l - M a r t f o r $ 4 d o l l a r s . I t i s m a d e o f a c r y l i c a n d h a s a g o o d
s e a l i n g l i d . I t i s e a s y t o d r i l l h o l e s i n i t u n l i k e g l a s s a n d s t e e l a n d w h e n
a t t a c h i n g t h e a n o d e a n d c a t h o d e i t w i l l n o t c o n d u c t e l e c t r i c i t y c a u s i n g a s h o r t .
F u r t h e r m o r e , s e a l i n g c o m p o u n d s a n d g l u e s a d h e r e w e l l t o i t . T h i s p a r t i c u l a r
j a r w i l l h o l d 2 l i t e r s o f f l u i d .
E L E C T R O D E S
A n o d e m a t e r i a l i s c r i t i c a l i n t h i s t y p e o f c e l l .
A n o d e s a r e g o i n g t o b e y o u r b i g g e s t e x p e n s e i n t h e p r o d u c t i o n o f a c h l o r a t e
c e l l .
S u i t a b l e m a t e r i a l s a r e P l a t i n u m , l e a d d i o x i d e , o r g r a p h i t e .
Y o u c a n b u y a n y o f t h e s e o r m a k e y o u r o w n .
G r a p h i t e a n o d e s a r e c h e a p a n d e a s y t o f i n d b u t I h a v e n o t h a d m u c h s u c c e s s
w i t h t h i s . I t w i l l p r o d u c e c h l o r a t e b u t i s v e r y s l o w t o m a k e p e r c h l o r a t e . A l s o i t
e r o d e s o v e r t i m e a n d s m a l l p a r t i c l e s w i l l c o n t a m i n a t e y o u r e l e c t r o l y t e t u r n i n g
i t a g r e y c o l o r . A f i l t e r i n g p r o c e s s c a n b e d o n e , b u t i t i s v e r y l a b o r i o u s a n d
w a s t e f u l . W e w i l l t a l k m o r e a b o u t t h i s l a t e r .
B e l o w i s a p i c t u r e o f a c e l l u s i n g a g r a p h i t e r o d a s a n a n o d e a n d t h e c a t h o d e i s
c o p p e r w i r e . T h e e l e c t r o l y t e w a s a s a t u r a t e d p o t a s s i u m c h l o r i d e s o l u t i o n . T h e
a n o d e a n d c a t h o d e s i z e s a r e h u g e a n d t h e D C v o l t a g e w a s 1 2 v o l t s a n d 5 0 a m p s
f o r 3 0 h r s t o s i m u l a t e c o r r o s i o n a n d b r e a k d o w n d u r i n g a l o n g r u n t i m e , m a y b e
a m o n t h o r s o . A l a r g e a m o u n t o f c h l o r i n e w a s p r o d u c e d a n d a s m a l l a m o u n t
o f p o t a s s i u m c h l o r a t e w a s h a r v e s t e d .
L e a d D i o x i d e a n o d e s a r e a l s o v e r y g o o d , t h e s e c a n b e b o u g h t b u t a r e v e r y h a r d
t o f i n d i n t h i s c o u n t r y , t h e y a r e p r i m a r i l y m a d e t o p r o d u c e c h l o r a t e s a n d m o s t
p l a n t s a r e l o c a t e d o v e r s e a s . L e a d d i o x i d e i s a b r o w n p o w d e r f o u n d i n c a r
b a t t e r y c e l l s . I t i s v e r y c o n d u c t i v e a n d a l m o s t p e r f e c t f o r t h e p r o d u c t i o n o f
c h l o r a t e s a n d p e r c h l o r a t e s . I t i s u s u a l l y p e r m a n e n t l y b o n d e d b y e l e c t r o p l a t i n g
i t o n t o a b a s e m a t e r i a l s u c h a s t i t a n i u m . T h i s i s a v e r y d i f f i c u l t t h i n g t o d o . I
h a v e h a d s e v e r a l d a n g e r o u s a n d e x p e n s i v e f a i l e d a t t e m p t s . I h a d t o p r o d u c e a
l o t o f p u r e n i t r i c a c i d a n d a f e w d a n g e r o u s c o m p o u n d s t o u s e a s t h e
e l e c t r o p l a t i n g s o l u t i o n . A n a l t e r n a t i v e m e t h o d h a s b e e n d e v e l o p e d a n d w o r k s
q u i t e w e l l .
F i r s t a s m a l l m o t o r c y c l e o r c a r b a t t e r y i s c u t o p e n w i t h a h a c k s a w o r d r e m e l
t o o l . I b u y m y m o t o r c y c l e b a t t e r i e s f r o m W a l - M a r t f o r a b o u t $ 1 5 w i t h a $ 7
c o r e c h a r g e ( I h a v e n t t r i e d t o r e t u r n m y c o r e s y e t ) , t h e y a r e s o l d d r y w i t h o u t
t h e a c i d i n t h e m s o I d o n t h a v e t o d e a l w i t h c l e a n i n g o u t t h e c e l l s w i t h b a k i n g
s o d a w a t e r .
T h e e l e c t r o d e s a r e r e m o v e d a n d t h e d r y b r o w n p o w d e r i s b r o k e n o f f i n t o a
d i s h . T h e a l l g r e y e l e c t r o d e s a r e d i s c a r d e d o r r e c y c l e d a s t h e y a r e j u s t l e a d . I
u s e a 2 p a r t p l a s t i c e p o x y f r o m W a l - M a r t a n d m i x u p a g o o d s i z e d g l o b . T h e n
m i x i n y o u r b r o w n p o w d e r u n t i l a t a c k y d o u g h i s a c h i e v e d . I t h e n p l a c e a l o t o f
f i n e l y p o w d e r e d l e a d d i o x i d e o n t o a s h e e t o f w a x p a p e r , r o l l m y d o u g h i n t o a
r o d s h a p e a b o u t 3 / 8 o f a n i n c h t h i c k o r s o a n d t h e n r o l l a n d c o a t i t i n t i m a t e l y
i n t h e f i n e p o w d e r . T h i s t a k e s s o m e p r a c t i c e t o g e t p e r f e c t a n d t i g h t l y
c o m p a c t e d s o i t w i l l n o t f a l l a p a r t . T h e r e m a y b e o t h e r w a y s o f c r e a t i n g a g o o d
a n o d e a n d I e n c o u r a g e e x p e r i m e n t a t i o n . I h a v e h e a r d o f o n e b e i n g m a d e f r o m
a p i e c e o f P V C p i p e s o a k e d i n M E K u n t i l t h e o u t e r s u r f a c e w a s s l i g h t l y m e l t e d
a n d t h e n i t w a s r o l l e d i n t h e f i n e l e a d d i o x i d e p o w d e r a n d l e t d r y .
I f e i t h e r o f t h e s e t w o m e t h o d s a r e u s e d w h e n t h e c e l l i s f i r s t r u n a l o t o f t h e
p o w d e r w i l l f a l l o f f w h e n t h e r e a c t i o n t a k e s p l a c e . I r e c o m m e n d r u n n i n g i t f o r
2 0 m i n u t e s a n d t h e n c h a n g i n g o u t t h e s o l u t i o n . T h e r o l l e d l o g a n o d e w o r k s b u t
h a s a l o t o f r e s i s t a n c e s i n c e i t i s n o t a s o l i d p i e c e s o a l o t o f e n e r g y i s w a s t e d .
B e l o w i s a p h o t o o f a m o t o r c y c l e b a t t e r y c u t o p e n s o y o u c a n g e t a n i d e a o f
w h a t i s i n v o l v e d . T h e e l e c t r o d e f r a m e t h a t h o l d s t h e p o w d e r i s m a d e o f l e a d
a n d i s n o t s u i t a b l e f o r u s e i n a c h l o r a t e c e l l .
P l a t i n u m a n o d e s a r e t h e a b s o l u t e b e s t ; t h e y w o r k v e r y e f f i c i e n t l y a n d p r o d u c e
a h i g h y i e l d o f c h l o r a t e o r p e r c h l o r a t e . T h e y w i l l l a s t a l i f e t i m e i f t h e y a r e n o t
a b u s e d o r n e g l e c t e d . T h e y a r e a l s o v e r y e x p e n s i v e . T h e f i r s t o n e I p u r c h a s e d
w a s 1 / 8 t h i c k a n d 3 i n c h e s l o n g a n d c o s t s a b o u t $ 1 7 5 . T h e y c a n b e b o u g h t
f r o m s e v e r a l s o u r c e s b u t I h a v e f o u n d t h e y a r e o n l y a f f o r d a b l e i f b o u g h t f r o m
C h i n a o r I n d i a a n d b o u g h t i n b u l k .
W e c u r r e n t l y h a v e a l a r g e s h i p m e n t o f ¼ x 6 i n c h c o m i n g a n d w i l l b e l i s t i n g
o u r e x c e s s o n e B a y f o r a v e r y g o o d p r i c e .
A n a l t e r n a t i v e w o u l d b e t o b u y s o m e t h i c k p l a t i n u m w i r e f r o m a j e w e l e r ; a n y
j e w e l e r c a n o r d e r i t f o r y o u . O r b u y i t o n e B a y . . . I h a v e s e e n i t l i s t e d o n e B a y
s e v e r a l t i m e s . I t c a n b e c o i l e d a r o u n d a p e n t o g i v e i t a s p r i n g s h a p e a l l o w i n g
m o r e s u r f a c e c o n t a c t w i t h y o u r e l e c t r o l y t e .
I n t h e o r y a n y p l a t i n u m w i l l w o r k , s c r a p j e w e l r y f r o m e B a y i s a g o o d w a y t o g o .
W e b o u g h t a p u r e p l a t i n u m n e c k l a c e f o r a v e r y g o o d d e a l a n d i t s e e m s t o m a k e
a g r e a t a n o d e . I t i s n o t q u i t e a s e f f i c i e n t a s a s o l i d p i e c e o f w i r e o r a n a c t u a l
p l a t i n u m a n o d e d e s i g n e d f o r t h i s u s e .
I h i g h l y r e c o m m e n d s p e n d i n g t h e m o n e y o n a p l a t i n u m a n o d e o f s o m e s o r t . I t
w i l l l a s t f o r e v e r , n o w o r k i s r e q u i r e d t o p r e p a r e i t f o r u s e a n d i t e l i m i n a t e s t h e
t a s k o f f i l t e r i n g a n d w a s t e a s w i t h g r a p h i t e .
B e l o w a r e s o m e p i c t u r e s o f p l a t i n u m a n o d e s . R o d a n o d e s s e e m t o w o r k b e s t .
C a t h o d e s c a n b e m a d e o f s t a i n l e s s s t e e l , t i t a n i u m , c o p p e r , o r b r a s s .
S t a i n l e s s w o r k s b e s t i n m y o p i n i o n , I h a v e n o t t r i e d t i t a n i u m a s o f y e t , a n d
c o p p e r a n d b r a s s w i l l c o r r o d e a n d c o n t a m i n a t e y o u r s o l u t i o n o v e r t i m e . . . T h i s
i s n t r e a l l y a b i g p r o b l e m a n d c o n t a m i n a t e s c a n b e f i l t e r e d o u t a s y o u w i l l r e a d
i n t h e f i l t e r i n g s t a g e . A l e n g t h o f t h i n c o p p e r t u b i n g m a t c h i n g t h e s i z e o f y o u r
r o d a n o d e w o r k s w e l l a n d i s v e r y e c o n o m i c a l . I u s e c o p p e r c o a t e d c a r b o n r o d s
f o u n d a t w e l d i n g s h o p s , t h e s e a r e e a s y a n d a v a i l a b l e i n a w i d e v a r i e t y o f s i z e s . I
b o u g h t t h e s e t w o p a c k s f o r a b o u t 4 d o l l a r s o n e B a y j u s t t o p r o v e t h a t I c a n .
T h e e n d s a r e d i p p e d i n e p o x y s o t h a t n o c a r b o n c o m e s i n c o n t a c t w i t h t h e
e l e c t r o l y t e , c a u s i n g c o n t a m i n a t i o n .
P r e p a r i n g e l e c t r o l y t e :
P r e p a r i n g a s a t u r a t e d s o l u t i o n o f e l e c t r o l y t e i s v e r y s i m p l e . I u s u a l l y p r e p a r e
a b o u t 1 g a l l o n a t a t i m e a n d s t o r e i n s e a l e d c o n t a i n e r s .
I s t a r t w i t h 4 0 0 g r a m s o f p o t a s s i u m c h l o r i d e o r 6 0 0 g r a m s s o d i u m c h l o r i d e p e r
l i t e r o f w a t e r .
M i x a n d b r i n g t o a b o i l w h i l e s t i r r i n g . C o n t i n u e u n t i l n o m o r e w i l l d i s s o l v e .
A l l o w t o c o o l t o r o o m t e m p a n d t h e n p o u r t h r o u g h a f i l t e r o r p i e c e o f c l o t h t o
s t r a i n o u t u n - d i s s o l v e d s a l t .
Y o u n o w h a v e a n e l e c t r o l y t e .
S t a r t i n g w i t h p o t a s s i u m c h l o r i d e o r s o d i u m c h l o r i d e s o l u t i o n w i l l r e s u l t i n t h e
c o r r e s p o n d i n g c h l o r a t e b e i n g p r o d u c e d .
I n t h e p r e p a r i n g p e r c h l o r a t e s s e c t i o n w e w i l l d i s c u s s t h e a d v a n t a g e s a n d
d i s a d v a n t a g e s o f e a c h .
D C P o w e r s u p p l y :
M a n y d i f f e r e n t s o u r c e s c a n b e u s e d a s a p o w e r s u p p l y .
W e h a v e s e t u p c e l l s u s i n g s c a v e n g e d c o m p u t e r p o w e r s u p p l i e s , p o w e r s u p p l i e s
f r o m m i c r o w a v e s , c a r b a t t e r y c h a r g e r s a n d p r o f e s s i o n a l v a r i a b l e D C p o w e r
s u p p l i e s . T h e o p t i m u m v o l t a g e f o r C h l o r a t e p r o d u c t i o n i s b e t w e e n 3 - 5 v o l t s
a n d 2 - 3 a m p s , t h e o p t i m u m f o r p e r c h l o r a t e p r o d u c t i o n i s a b o u t 6 - 7 v o l t s a n d 3
a m p s .
A c o m p u t e r p o w e r s u p p l y c a n b e b o u g h t n e w f o r $ 1 0 d o l l a r s o n e B a y a n d p u t s
o u t 5 v o l t s d c . A b a t t e r y c h a r g e r w i t h a 6 v o l t 2 a m p s e t t i n g w o r k s o k . W e h a v e
f o u n d t h a t o u r l o c a l g o o d w i l l h a s s t a c k s a n d s t a c k s o f d e a d m i c r o w a v e s f o r $ 1 !
M o s t o f t h e s e a r e n o t f u n c t i o n i n g b e c a u s e t h e c o n t a c t s o n t h e d o o r s w i t c h h a v e
c o r r o d e d o r f a i l e d . T h i s s e e m s t o b e t h e b e s t r o u t e i f y o u h a v e s o m e e x p e r i e n c e
w i t h e l e c t r o n i c s a s t h e p o w e r s u p p l y w i l l n e e d t o b e t w e a k e d a l i t t l e .
I f y o u h a v e a l o c a l h a m r a d i o o r e l e c t r o n i c s s h o p i n t o w n , g i v e t h e m a c a l l I m
b e t t i n g t h e y w o u l d l o v e t o h e l p y o u o u t .
I h a v e b o u g h t s e v e r a l l a b v a r i a b l e v o l t a g e p o w e r s u p p l i e s o n e B a y . P r i c e s
r a n g e f r o m $ 2 0 d o l l a r s t o $ 2 0 0 . I t s h o u l d b e c a p a b l e o f o u t p u t t i n g a t l e a s t 1 5
v o l t s a n d 2 o r 3 a m p s c o n s t a n t .
T h e r e a r e a l s o n i c e r o n e s w i t h d o u b l e o u t p u t l e a d s t o o p e r a t e 2 c e l l s a t o n c e .
T h e s e t w o a r e l i s t e d o n e B a y a s t h i s i s b e i n g w r i t t e n . T h e a n a l o g o n e i s $ 3 0
d o l l a r s a n d t h e d i g i t a l u n i t i s $ 6 2 .
Y o u c a n i n c r e a s e o r d e c r e a s e r e s i s t a n c e o f a c e l l b y m o v i n g t h e a n o d e s a n d
c a t h o d e s c l o s e r o r f a r t h e r a p a r t . M o v i n g t h e m c l o s e r t o g e t h e r w i l l d e c r e a s e
r e s i s t a n c e b u t c a u s e m o r e h e a t , a n d c u r r e n t f l o w . M o v i n g t h e m a p a r t w i l l
c a u s e m o r e r e s i s t a n c e , a n d r e d u c e d c u r r e n t . S o m e t e s t i n g m a y h a v e t o b e d o n e
t o s e e w h a t y o u r c h o s e n p o w e r s u p p l y w i l l h a n d l e .
O p e r a t i n g y o u r c e l l :
O n c e y o u h a v e y o u r c o m p l e t e d c e l l s e t u p i n a p l a c e t o r u n , f i l l i t w i t h
e l e c t r o l y t e a n d p r o v i d e c u r r e n t t o t h e a n o d e a n d c a t h o d e . S m a l l a m o u n t s o f
d i s s o l v e d c h l o r a t e w i l l f o r m i n y o u r s o l u t i o n w i t h i n 1 h r . R u n t i m e s v a r y
g r e a t l y w i t h e a c h c e l l d e s i g n . I t i s n o t p o s s i b l e t o g i v e a n e x a c t t i m e . I u s u a l l y
r u n m y c e l l s f o r 3 - 4 d a y s w i t h f r e s h e l e c t r o l y t e .
W h e n b e i n g r u n w i t h p o t a s s i u m c h l o r i d e s o l u t i o n , P o t a s s i u m c h l o r a t e w i l l
s t a r t t o f o r m a n d c r y s t a l l i z e a n d w i l l s e t t l e o n t h e b o t t o m .
P o t a s s i u m c h l o r a t e i s r e l a t i v e l y i n s o l u b l e i n w a t e r u n l e s s i t i s v e r y h o t b u t s o m e
w i l l b e d i s s o l v e d a n d i n v i s i b l e i n y o u r s o l u t i o n . Y o u c a n c o o l y o u r c e l l i n t h e
f r e e z e r ( i f i t w i l l f i t ) a n d p o u r t h i s s o l u t i o n t h r o u g h a f i l t e r t o h a r v e s t w h a t
c h l o r a t e h a s f o r m e d . Y o u r f i r s t r u n w i l l h a v e a p r e t t y s m a l l a m o u n t a n d y o u
m a y b e d i s a p p o i n t e d a t f i r s t . T a k e y o u r s t i l l s a t u r a t e d s o l u t i o n a n d b o i l i t u n t i l
h a l f o f t h e w a t e r i s g o n e . O n c e i t h a s c o o l e d a g a i n r e t u r n i t t o y o u r c e l l a n d t o p
o f f w i t h m o r e p o t a s s i u m c h l o r i d e s o l u t i o n . N o w w h e n y o u r u n y o u r c e l l f o r t h e
s e c o n d t i m e y o u w i l l a l r e a d y h a v e a h i g h c o n c e n t r a t i o n o f d i s s o l v e d c h l o r a t e i n
i t . P o t a s s i u m c h l o r a t e w i l l c r y s t a l l i z e a n d p r e c i p i t a t e a n d s e t t l e t o t h e b o t t o m a t
a m u c h f a s t e r r a t e . Y o u c a n h a r v e s t t h e p o t a s s i u m c h l o r a t e d a i l y o r e v e r y t w o
d a y s a n d t h e s t e p s c a n b e r e p e a t e d o r y o u c a n s k i p t h e b o i l i n g d o w n s t e p a n d
k e e p t o p p i n g o f f w i t h s a l t s o l u t i o n . S i n c e P o t a s s i u m c h l o r a t e i s n t v e r y s o l u b l e
f i l t e r i n g i m p u r i t i e s c a n b e a p a i n . I f y o u r c e l l d e s i g n i s g o o d a n d y o u a r e u s i n g
p l a t i n u m a n o d e s y o u m a y b e a b l e t o s k i p f i l t e r i n g . I f y o u h a v e t o f i l t e r y o u w i l l
h a v e t o d i s s o l v e y o u r c r y s t a l s i n 1 l i t e r o f b o i l i n g w a t e r t o e v e r y 3 5 0 g r a m s , a d d
m o r e w a t e r s l o w l y u n t i l y o u h a v e u s e d j u s t e n o u g h t o c o m p l e t e l y d i s s o l v e i t .
P a s s t h r o u g h a f i l t e r a n d b o i l t h e w a t e r b a c k d o w n , c o o l t o n e a r f r e e z i n g a n d
f i l t e r o u t y o u r c r y s t a l s a g a i n .
P o t a s s i u m c h l o r a t e c a n t h e n b e c o n v e r t e d t o p o t a s s i u m p e r c h l o r a t e v i a
t h e r m a l d e c o m p o s i t i o n . S i n c e c h l o r a t e s a r e t h e r m o d y n a m i c a l l y u n s t a b l e o v e r
t i m e t h e y w i l l d e c o m p o s e i n t o a m i x t u r e o r c h l o r i d e s a n d p e r c h l o r a t e s . T h i s
a u t o o x i d a t i o n p r o c e s s i s s l o w a t r o o m t e m p e r a t u r e . W h e n c h l o r a t e s a r e h e a t e d
t h e r e a c t i o n i s s p e d u p d r a m a t i c a l l y . T h i s s t e p i s a l w a y s d o n e o u t d o o r s .
T h e p o t a s s i u m c h l o r a t e c r y s t a l s a r e p l a c e d i n a g l a s s P y r e x b a k i n g d i s h . I p l a c e
t h i s i n a c h e a p t o a s t e r o v e n f r o m W a l - M a r t o n h i g h s e t t i n g . O n c e t h e c r y s t a l s
s t a r t t o m e l t , I s l o w l y b a c k d o w n t h e h e a t u n t i l t h e y s t o p m e l t i n g . T h e n i n v e r y
s m a l l i n c r e m e n t s I i n c r e a s e t h e h e a t j u s t t o t h e p o i n t w h e r e i t m e l t s a g a i n a n d
h o l d t h i s t e m p e r a t u r e . I t i s l e t r u n f o r a b o u t 2 - 3 h r s d e p e n d i n g o n h o w m u c h
c h l o r a t e i s u s e d . O n c e t h e a u t o o x i d a t i o n p r o c e s s s t a r t s p o t a s s i u m c h l o r i d e a n d
p o t a s s i u m p e r c h l o r a t e w i l l f o r m . B o t h o f t h e s e m e l t a t a h i g h e r t e m p e r a t u r e
t h a n c h l o r a t e . T h e m e l t e d m i x t u r e w i l l s t a r t t o g e t h a r d a g a i n b e c a u s e t h e o v e n
i s s e t t o n o t g o h i g h e r t h a n w h a t c h l o r a t e m e l t s a t . C o o l t h i s t o r o o m
t e m p e r a t u r e , d i s s o l v e i n w a t e r a n d r e - c r y s t a l l i z e a s d e s c r i b e d e a r l i e r t o
d i s s o l v e a n d r e m o v e w h a t p o t a s s i u m c h l o r i d e h a s f o r m e d .
T h i s i s t h e m e t h o d I u s e m o s t o f t e n , I p r e f e r t o c o n v e r t p o t a s s i u m c h l o r i d e t o
p o t a s s i u m c h l o r a t e a n d t h e n t o p o t a s s i u m p e r c h l o r a t e b y t h e r m a l
d e c o m p o s i t i o n . I t s e e m s m u c h f a s t e r t o m e .
I f s o d i u m c h l o r i d e i s u s e d a s y o u r s t a r t i n g s o l u t i o n i t i s c o n v e r t e d t o s o d i u m
c h l o r a t e t h e s a m e w a y t h a t p o t a s s i u m c h l o r a t e i s f o r m e d . T h e m a i n d i f f e r e n c e
i s t h a t y o u w i l l n o t s e e s o d i u m c h l o r a t e p r e c i p i t a t i n g o u t o f t h e s o l u t i o n a n d
s e t t l i n g t o t h e b o t t o m . S o d i u m c h l o r a t e i s v e r y s o l u b l e i n w a t e r a n d w i l l r e m a i n
d i s s o l v e d i n t h e s o l u t i o n . A f t e r a n i n i t i a l r u n t i m e w i t h f r e s h e l e c t r o l y t e ( 3 - 4
d a y s ) y o u c a n c h o o s e t o p r e c i p i t a t e o u t p o t a s s i u m o r b a r i u m c h l o r a t e b y w a y
o f a m e t a t h e s i s r e a c t i o n . F o r e v e r y 1 0 0 g r a m s o f s o d i u m c h l o r i d e t h a t y o u
s t a r t e d w i t h i n y o u r e l e c t r o l y t e , w e i g h o u t 1 2 5 g r a m s o f p o t a s s i u m c h l o r i d e o r
3 5 5 g r a m s o f b a r i u m c h l o r i d e . P r e p a r e a s a t u r a t e d s o l u t i o n b y d i s s o l v i n g i t i n
b o i l i n g h o t w a t e r j u s t a s y o u w o u l d w h e n p r e p a r i n g e l e c t r o l y t e .
I f y o u r e u s i n g a 2 l i t e r c e l l b o d y y o u w i l l h a v e s t a r t e d w i t h r o u g h l y 1 2 0 0
g r a m s o f s o d i u m c h l o r i d e i n y o u r s o l u t i o n . S o y o u l l n e e d t o d i s s o l v e 1 5 0 0
g r a m s o f p o t a s s i u m c h l o r i d e i f y o u w a n t t o p r e c i p i t a t e p o t a s s i u m c h l o r a t e .
W h e n t h e s o l u t i o n h a s c o o l e d t o r o o m t e m p e r a t u r e a d d t h i s t o t h e e l e c t r o l y t e .
T h e s o l u t i o n w i l l t u r n c l o u d y w h i t e a s t h e p o t a s s i u m c h l o r i d e a n d s o d i u m
c h l o r a t e r e a c t a n d p o t a s s i u m c h l o r a t e w i t h f a l l t o t h e b o t t o m . N o w b o i l t h i s
s o l u t i o n a d d i n g s m a l l a m o u n t s o f w a t e r u n t i l a l l c h l o r a t e h a s d i s s o l v e d .
C o n t i n u e b o i l i n g u n t i l y o u s e e a f o a m y c r u s t f o r m i n g o n t h e e d g e s o f t h e p o t
w h e r e t h e w a t e r l i n e i s a n d o n t o p o f t h e s o l u t i o n . A t t h i s p o i n t t h e s o l u t i o n i s
f u l l y s a t u r a t e d . A d d a s m a l l a m o u n t o f w a t e r t o d i s s o l v e t h e c r u s t b a c k i n t o t h e
s o l u t i o n . C o o l t h i s s o l u t i o n i n t h e f r e e z e r t o 0 d e g r e e s a n d v e r y p u r e c h l o r a t e
c r y s t a l s w i l l f o r m .
I f y o u w a n t t o m a k e p e r c h l o r a t e s y o u w i l l s t a r t w i t h s o d i u m c h l o r i d e s o l u t i o n .
R u n t h i s i n y o u r c e l l f o r 3 - 4 d a y s , t a k e a s m a l l a m o u n t o u t a n d r e a c t w i t h
p o t a s s i u m c h l o r i d e s o l u t i o n t o v e r i f y t h a t t h e r e i s a h i g h c o n c e n t r a t i o n o f
c h l o r a t e f o r m e d .
W h e n y o u h a v e a h i g h c o n c e n t r a t i o n o f s o d i u m c h l o r a t e f o r m e d i n y o u r c e l l ,
y o u s i m p l y l e t t h e c e l l r u n l o n g e r a t a h i g h e r c u r r e n t , o n c e a l l t h e c h l o r i d e h a s
b e e n c o n v e r t e d t o c h l o r a t e p e r c h l o r a t e w i t h s t a r t t o f o r m . I s w i t c h m y p o w e r
s u p p l y t o 7 v o l t s 3 a m p s . A n d l e t r u n f o r 2 d a y s . T h e o r e t i c a l l y y o u c a n
i n c r e a s e c u r r e n t a s m u c h a s y o u w a n t t o i n c r e a s e t h e r a t e o f p r o d u c t i o n w i t h
p e c h l o r a t e s . B u t w i t h i n c r e a s e d c u r r e n t y o u w i l l h a v e i n c r e a s e d h e a t a n d
i n c r e a s e d e r o s i o n r a t e o f y o u r e l e c t r o d e s . I r e c o m m e n d j u s t s t a y i n g a t 7 v o l t s
o r s o .
* * * * I m p o r t a n t * * * *
O n c e y o u h a v e l e t y o u r c e l l r u n t o f o r m s o d i u m p e r c h l o r a t e , y o u c a n d e c i d e i f
y o u w a n t p o t a s s i u m p e r c h l o r a t e , o r a m m o n i a p e r c h l o r a t e .
B e f o r e y o u s t a r t t h e d o u b l e d e c o m p o s i t i o n p r o c e s s t o f o r m a m m o n i a
p e r c h l o r a t e o r p o t a s s i u m p e r c h l o r a t e f r o m s o d i u m p e r c h l o r a t e a l l r e s i d u a l
c h l o r a t e m u s t b e d e s t r o y e d .
E v e n i f y o u l e t y o u r p e r c h l o r a t e c e l l r u n f o r t w i c e t h e a m o u n t o f r e q u i r e d
t i m e . T r a c e a m o u n t s o f c h l o r a t e w i l l r e m a i n i n t h e s o l u t i o n . C h l o r a t e i s
i n c o m p a t i b l e w i t h p y r o t e c h n i c c o m p o s i t i o n s c o n t a i n i n g s u l f u r . I f y o u p l a n t o
l a b e l y o u r p r o d u c t a s p e r c h l o r a t e , f o r s a f e t y r e a s o n s a l l c h l o r a t e m u s t b e
r e m o v e d e v e n i f y o u d o n o t p l a n o n u s i n g i t i n s u l f u r c o n t a i n i n g c o m p o s i t i o n s .
S i m p l y a d d a b o u t 3 - 4 c a p f u l l s o f m u r i a t i c a c i d p e r l i t e r o f s o l u t i o n . M a k i n g
y o u r s o l u t i o n s l i g h t l y a c i d i c a n d t h e n b o i l i n g f o r 1 5 m i n u t e s w i l l t h e r m a l l y a n d
c h e m i c a l l y d e s t r o y a l l t h e c h l o r a t e . A t a b l e s p o o n o f s o d i u m h y d r o x i d e o r l y e
w i l l b r i n g y o u r s o l u t i o n b a c k t o a l k a l i o r n e u t r a l . \
B o t h m u r i a t i c a c i d a n d s o d i u m h y d r o x i d e ( l y e ) c a n b e b o u g h t f r o m W a l - M a r t
o r L o w e s . T h e L y e i s s o l d a s a w h i t e p o w d e r e d o r g r a n u l a r d r a i n c l e a n e r .
S o m e d r a i n c l e a n e r s a r e s u l f u r i c a c i d b a s e d , y o u s h o u l d r e a d t h e l a b e l i f y o u
a r e u n s u r e . T h e t w o b r a n d s t h a t I u s e a r e p i c t u r e d b e l o w .
N o w d i s s o l v e 7 0 g r a m s o f p o t a s s i u m c h l o r i d e o r 5 0 g r a m s o f a m m o n i u m
c h l o r i d e f o r e v e r y 1 0 0 g r a m s o f s o d i u m c h l o r i d e i n y o u r s t a r t i n g s o l u t i o n a n d
d i s s o l v e i n a s l i t t l e w a t e r a s p o s s i b l e . A d d t h i s t o y o u r e l e c t r o l y t e .
A w h i t e p r e c i p i t a n t o f t h e c o r r e s p o n d i n g p e r c h l o r a t e c r y s t a l s w i l l f o r m a n d
s e t t l e t o t h e b o t t o m .
B r i n g t h i s s o l u t i o n t o a b o i l a d d i n g s m a l l a m o u n t s o f w a t e r u n t i l a l l c r y s t a l s
h a v e r e - d i s s o l v e d . A d d i n g a t e a s p o o n o f s o d i u m h y d r o x i d e p e r l i t e r a t t h i s s t e p
w i l l e n s u r e t h a t y o u r p e r c h l o r a t e w i l l n o t b e a c i d . T r a c e s o f a c i d s c a n b e
d a n g e r o u s a n d t h e y w i l l a t t a c k p y r o t e c h n i c c o m p o s i t i o n s c a u s i n g t h e m t o
b e c o m e u n s t a b l e a n d p o s s i b l y s p o n t a n e o u s c o m b u s t i o n .
A l l o w y o u r s o l u t i o n t o c o o l , I c o o l i n t h e f r e e z e r b u t i t i s n o t n e c e s s a r y . O n c e a t
r o o m t e m p e r a t u r e y o u c a n f i l t e r o u t y o u r p e r c h l o r a t e c r y s t a l s .
P e r c h l o r a t e c a n b e d r i e d o n a g l a s s b a k i n g d i s h i n y o u r o v e n a t t h e l o w e s t
s e t t i n g . I t i s n o w r e a d y f o r u s e .
O n c e y o u h a v e p e r f o r m e d t h e s e s t e p s a f e w t i m e s c h l o r a t e a n d p e r c h l o r a t e c a n
b e h a r v e s t e d , f i l t e r e d , w a s h e d , a n d d r i e d i n a n h o u r o r t w o d e p e n d i n g o n b a t c h
s i z e .
C e l l d e s i g n s c a n v e r y g r e a t l y . W e h a v e s e v e r a l c e l l s o p e r a t i n g w i t h g r a p h i t e
a n o d e s a n d r e c y c l e d p i c k l e j a r s , a n d s m a l l b a t t e r y c h a r g e r s a s p o w e r s u p p l i e s .
T h e s e w e r e p u t t o g e t h e r f o r l e s s t h a n $ 2 5 d o l l a r s .
O u r b e s t p e r f o r m i n g c e l l u s e s a $ 5 0 d o l l a r p l a t i n u m r o d a n o d e ( 1 / 4 x 6 ) f r o m
e B a y . A s t a i n l e s s s t e e l r o d w a s u s e d a s a c a t h o d e a n d w a s f o u n d a s f r e e s c r a p .
A $ 4 d o l l a r a c r y l i c j a r ( 2 l i t e r s ) f r o m W a l - M a r t . A $ 3 0 v a r i a b l e d c p o w e r
s u p p l y f r o m e B a y . A n d a b o u t $ 1 5 d o l l a r s w o r t h o f e l e c t r i c a l w i r e a n d e p o x y
f r o m t h e a u t o m o t i v e s e c t i o n a t W a l - M a r t .
T o t a l c o s t w a s a b o u t $ 1 0 0 d o l l a r s a n d h a s p a i d f o r i t s s e l f t e n t i m e s o v e r .
I h a v e s e e n p o t a s s i u m p e r c h l o r a t e s e l l o n e B a y f o r a s m u c h a s $ 4 0 d o l l a r s a l b !
S o d i u m c h l o r i d e ( t a b l e s a l t ) i s c h e a p a n d f o u n d a t g r o c e r y s t o r e s .
P o t a s s i u m c h l o r i d e i s h a r d e r t o f i n d i t c a n b e f o u n d o n l i n e o r o r d e r e d f r o m
c h e m i c a l w a r e h o u s e s . I t u s u a l l y c o s t s a r o u n d $ 1 . 5 0 a l b . I b u y m i n e i n b u l k
a n d h a v e s o m e a v a i l a b l e o n e B a y .
I h a v e a h a r d t i m e f i n d i n g a m m o n i u m c h l o r i d e b u t h a v e s e e n i t p o p u p o n
e B a y f r o m t i m e t o t i m e . I h a v e h e a r d t h a t i t b e f o u n d a t e l e c t r o n i c s t o r e s f o r
c l e a n i n g s o l d e r i n g i r o n s .
O n c e s e t u p , s t a r t i n g w i t h s o d i u m c h l o r i d e s o l u t i o n , p o t a s s i u m p e r c h l o r a t e c a n
b e p r o d u c e d f o r u n d e r $ 1 a l b .
O u r b e s t p e r f o r m i n g 2 l i t e r c e l l p r o d u c e s a b o u t 6 0 0 g r a m s o f p o t a s s i u m
c h l o r a t e p e r d a y . W e c h o o s e t o t h e r m a l l y d e c o m p o s e o u r c h l o r a t e i n t o
p e r c h l o r a t e w h i c h w a s t e s s o m e c h l o r a t e . O u r h a r v e s t o f p e r c h l o r a t e i s u s u a l l y
a r o u n d 4 5 0 g r a m s o r a b o u t a l b .
H e r e a r e s o m e p i c t u r e s o f h o w a s i m p l e c e l l i s c o n s t r u c t e d .
T h e ¼ x 6 i n c h a n o d e s a n d c a t h o d e s a r e s h o w n . W e h a v e a t t a c h e d a s p l i c e r t o
t h e t o p o f t h e a n o d e t o a c t a s a c l a m p o r w i r e l e a d .
T w o h o l e s a r e d r i l l e d t h r o u g h t h e l i d a n d r u b b e r g r o m m e t s a r e i n s e r t e d .
T h e l i d i s e a s i l y r e m o v e d f r o m t h e h i n g e m e c h a n i s m w i t h s o m e p l i e r s .
H e r e i s a c o m p l e t e d c e l l w i t h a p l a t i n u m a n o d e a n d s t a i n l e s s s t e e l c a t h o d e .
T h e b a t t e r y c h a r g e r i s s e t t o t h e 6 v o l t s e t t i n g a n d t h e e l e c t r o l y t e i s a s a t u r a t e d
p o t a s s i u m c h l o r i d e s o l u t i o n . I n s t e a d o f u s i n g t h e b a t t e r y c h a r g e r t h e w i r e l e a d s
w i t h b e a t t a c h e d t o a v a r i a b l e D C p o w e r s u p p l y . A v e r y s m a l l a m o u n t o f
P o t a s s i u m c h l o r a t e h a s s e t t l e d t o t h e b o t t o m .
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