N
9. Genereermeganisme van Aluminium-luggenerator Kraglamp aangedryf deur alkaliese elektrolietoplossing en die kenmerkende produksie van oplosbare kaliumaluminaat '(aluminiumplaat + elektrolietpoeier + water = kragopwekker).
As soutwater met 'n alkaliese elektroliet vervang word, sal die kragopwekkingsbeginsel en die reaksieproses van die aluminium-lugbattery verskil. Hieronder is 'n gedetailleerde ontleding:
Die aluminium-lugbattery genereer elektrisiteit deur aluminium as die anode en suurstof uit die lug te gebruik as die katode in 'n kaliumhidroksied (KOH) alkaliese elektrolietoplossing deur 'n redoksreaksie.
Gedetailleerde reaksieproses:
1. anode (aluminiumelektrode): aluminium ondergaan 'n oksidasie -reaksie in 'n alkaliese omgewing, verloor elektrone en vorm aluminaatione. As gevolg van die teenwoordigheid van kaliumhidroksied, bestaan die gegenereerde aluminaat hoofsaaklik in die vorm van tetrahydroxoaluminate -ione [Al (OH) ₄] ⁻) in die oplossing.
Al + 4oh⁻ → [Al (OH) ₄] ⁻ + 3e−
2. katode (lugelektrode): suurstof uit die lug word op die katodeoppervlak verminder, en reageer met water om hidroksiedione (OH⁻) te vorm. Hierdie proses vereis gewoonlik dat 'n katalisator die aktiveringsenergie, soos geaktiveerde koolstof of ander nie-voorafte metaalkatalisators, verlaag.
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻
3. Elektroliet (KOH -oplossing): Die kaliumhidroksiedoplossing bied 'n hoë konsentrasie hidroksiedione, wat die oksidasie van aluminium en die vermindering van suurstof bevorder. Terselfdertyd dien dit as 'n ioniese geleier en handhaaf die ladingsbalans binne die battery.
4. Algehele reaksie: Die kombinasie van die anode en katode -reaksies gee die algehele reaksievergelyking. Om die ladings en aantal atome te balanseer, is dit gewoonlik gebaseer op 4 aluminiumatome:
4Al + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
Of in ioniese vorm geskryf:
4Al + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [AL (OH) ₄] ⁻
5. Reaksieprodukte: Die belangrikste produk van die reaksie is kaliumtetrahydroxoaluminate (K [Al (OH) ₄]), wat oplos in die KOH -oplossing. In sommige gevalle, as die oplossing oorversadig is, kan aluminiumhidroksied (AL (OH) ₃) neerslag vorm.
'N
Dditional note:
Passiveringsfilm: In nie-alkaliese of swak alkaliese omgewings vorm 'n oksiedfilm maklik op die aluminiumoppervlak, wat die reaksie belemmer. In KOH-oplossings met 'n hoë konsentrasie word hierdie oksiedfilm egter opgelos, wat verseker dat aluminium kan bly oksideer.
Waterstofevolusie -reaksie (haar): Onder alkaliese toestande kan aluminium ook 'n waterstofevolusie -reaksie ondergaan, wat 'n newe -reaksie is wat die doeltreffendheid van die battery verminder.
2Al + 6H₂O + 2OH⁻ → 2 [AL (OH) ₄] ⁻ + 3H₂
Om die waterstofevolusie -reaksie te onderdruk, word sommige legeringselemente of remmers gewoonlik bygevoeg.
Praktiese toepassings: Aluminium-lugbatterye het 'n baie hoë teoretiese energiedigtheid, maar praktiese toepassings word beïnvloed deur verskillende faktore, soos die konsentrasie van die elektroliet, temperatuur en huidige digtheid.
Opsomming :
Die battery genereer elektriese energie deur die oksidasie van aluminium en die vermindering van suurstof, met die finale produk wat hoofsaaklik kaliumtetrahydroxoaluminate
k [Al (OH) ₄] in die elektroliet opgelos is.
In elektrolietpoeier kaliumhidroksied KOH) oplossing is die reaksiebeginsel soos volg:
Stap |
Vergelyking |
Verduideliking |
|
Anode (hoof) |
Al + 4oh⁻ → [Al (OH) ₄] ⁻ + 3e⁻ |
Aluminiumoksidasie |
|
Katode (hoof) |
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻ |
Suurstofvermindering |
|
AL3⁺ PRECIPITITEIT |
4Al + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [AL (OH) ₄] ⁻ |
AL3⁺ PRECIPITITEIT |
|
Algehele reaksie |
4Al + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
of
4al + 3o₂ + 6h₂o + 4koh → 4kalo₂ ⋅xh2o
|
Finale produkte van die hoofreaksie is wateroplosbare 4K [AL (OH) ₄] of Kalo₂ |
|
Anode newe -reaksie |
2Al + 6H₂O → 2Al (OH) ₃ ↓ + 3H₂ ↑ |
Waterstofvolusie |
|
10. Berging, skoonmaak- en waterweergawe en onderhoud
Stop gebruik vir meer as 2 uur
As u die lamp nie langer as 2 uur gebruik nie, gooi die elektroliet of soutwater uit om die elektrochemiese reaksie heeltemal te stop, dit help om onnodige kragverlies te voorkom.
Daaglikse kyk vir vloeibaarheid
Monitor die aluminiumhidroksied in die lamp, LF die vaste deeltjies stop glad, giet die ou oplossing uit en vervang dit met vars elektroliet of soutwater, LF het te lank gelaat, die deeltjies kan verhard, wat die skoonmaak bemoeilik.
Langtermynberging
Voordat u die lamp bêre, moet u die elektrolietoplossing of soutwater leegmaak, maak die batterykompartement en elektrodeplate skoon en hou dit droog. Dit voorkom skade en hou u lamp in 'n goeie toestand vir toekomstige gebruik.
⚠ Waarskuwing:
Kontroleer elektrolietvloeibaarheid gereeld ⚠
Gebruik die
Aluminium-luggenerator vir meer as 8 uur: As u die kragopwekker langer as 8 uur moet gebruik, is daar twee opsies. Eerstens, as u die 8-uur-merk nader, kyk die vloeistofvlak in die kamers om te verseker dat dit die elektrodeplate nog steeds ten volle onderdompel. As die watervlak gedaal het, voeg 'n klein hoeveelheid water by indien nodig. As water nie beskikbaar is nie en u moet aanhou om die kragopwekker te gebruik, maak die boonste draaddop oop om die hitte te versprei. Dit sal oorverhitting voorkom en stabiele werkverrigting verseker.
Kontroleer die vloeibaarheid van soutwater gereeld ⚠
Die vloeibaarheid van die soutwater moet elke 4-6 uur gekontroleer word, afhangende van die kragverbruik van die gekoppelde toestel.
❌ As die vloeistof dik of minder vloeistof word, kan dit die werkverrigting beïnvloed.
✅ Om optimale werking te verseker, maak dit skoon en vervang dit onmiddellik met vars soutwater indien nodig.
Om voortgesit te word deel 3