مبادئ التفاعل الكهروكيميائي والمنتجات الرئيسية لمصباح الطاقة المولد في الهواء في المنحل بالكهرباء القلوية

النقاش الفني وتبادل المعرفة حول مبادئ توليد الطاقة والتطبيقات العملية لمولدات الألومنيوم الهوائية

في محلول هيدروكسيد البوتاسيوم (KOH) ، تتضمن تفاعلات بطارية الألومنيوم الهوائية أكسدة الألومنيوم عند انخفاض الأنود والأكسجين في الكاثود ، مما ينتج عنه ألومينات البوتاسيوم (Kalo₂) كمنتج رئيسي قابل للذوبان الألمنيوم ، إلى جانب غاز الهيدروجين كمنتج جانبي.

مبدأ رد الفعل في حل KOH

رد فعل الأنود (الأكسدة):

يتفاعل الألومنيوم مع KOH والماء لتشكيل ألومينات البوتاسيوم (Kalo₂) وغاز الهيدروجين (H₂). رد الفعل المتوازن هو:

2AL+2KOH+6H₂O → 2KALO₂+3H₂ ↑+4H₂O

بتعبير أدق ، مبسط على النحو التالي:

2AL+2KOH+2H₂O → 2KALO₂+3H₂ ↑

يوضح هذا الألمنيوم المؤكسد لتشكيل ألومينات البوتاسيوم ، بينما يتطور غاز الهيدروجين كمنتج جانبي.

رد فعل الكاثود (التخفيض):

يتم تقليل الأكسجين من الهواء في المنحل بالكهرباء القلوية:

O₂+2H₂O+4E− → 4OH−

رد الفعل العام:

الجمع بين تفاعلات الأنود والكاثود ، يمكن كتابة رد فعل الخلايا الكلية على النحو التالي:

4AL+4KOH+6H₂O+3O₂ → 4KALO₂+3H₂O+6OH−

أو أكثر شيوعًا مبسطًا لإظهار تكوين ألومينات البوتاسيوم وغاز الهيدروجين:

2AL+2KOH+2H₂O → 2KALO₂+3H₂ ↑

ردود الفعل الرئيسية والجانبية

التفاعل الرئيسي: تكوين ألومينات البوتاسيوم (Kalo₂) من خلال أكسدة الألومنيوم في محلول القلوية. هذا هو التفاعل الكهروكيميائي المطلوب المسؤول عن توليد الكهرباء.

التفاعل الجانبي (الطفيلي): تطور الهيدروجين من تآكل الألومنيوم ، والذي يستهلك الألومنيوم والكهرباء دون إنتاج طاقة كهربائية مفيدة ، مما يقلل من الكفاءة.

بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لألومينات البوتاسيوم (kalo₂) أن تتحلل ويترسب كهيدروكسيد الألومنيوم:

kalo₂+2H₂o⇌koh+al (OH) ₃ ↓

هنا ، يترسب هيدروكسيد الألومنيوم غير القابل للذوبان (AL (OH) ₃) كمنتج ثانوي ، والذي يمكن أن يؤثر على توصيل الكهرباء وأداء البطارية.

دور أيون البوتاسيوم (ك)

لا تشارك أيونات البوتاسيوم (K⁺) بشكل مباشر في تفاعلات الأكسدة والاختزال ، ولكنها تعمل كأيونات توازن الشحن في المنحل بالكهرباء وتشكل ألومينات البوتاسيوم (Kalo₂) كمجمع قابل للذوبان. أنها تحافظ على الموصلية والحياد بالكهرباء ولكن لا يتم استهلاكها أو إنتاجها في عملية الأكسدة.

ملخص مع ألومينات البوتاسيوم في معادلة التفاعل

رد فعل الأنود المتوازن بما في ذلك ألومينات البوتاسيوم:

2AL+2KOH+6H₂O → 2KALO₂+3H₂ ↑+4H₂O

أو مبسط:

2AL+2KOH+2H₂O → 2KALO₂+3H₂ ↑

تشمل هذه المعادلة صراحة ألومينات البوتاسيوم (Kalo₂) كمنتج رئيسي لأكسدة الألومنيوم في electrolete koh.

ملخص:

نوع رد الفعل	معادلة التفاعل	منتجات التفاعل	ملاحظات
التفاعل الرئيسي (أكسدة الألومنيوم)	2AL+2KOH+2H₂O → 2KALO₂+3H₂ ↑	ألومينات البوتاسيوم （kalo₂） الهيدروجين （H₂）	Kalo₂ هو المنتج القابل للذوبان الرئيسي ، H₂ هو منتج ثانوي
الحد من الأكسجين	O₂+2H₂O+4E− → 4OH−	هيدروكسيل أيون （OH⁻）	رد فعل الإلكترود الإيجابي
ألومينات البوتاسيوم	kalo₂+2H₂o⇌koh+al (OH) ₃ ↓	هطول هيدروكسيد الألومنيوم （AL (OH) ₃ ₃	المنتج الثانوي ، مما يؤثر على أداء البطارية

وهذا يعكس العملية الكهروكيميائية الأساسية في بطاريات الألومنيوم الهوائية العاملة في محلول هيدروكسيد البوتاسيوم ، مع تسليط الضوء على تكوين ألومينات البوتاسيوم كمنتج رئيسي وغاز الهيدروجين كمنتج جانبي ، حيث تعمل أيونات البوتاسيوم كحاملات كهربائية ولكنها لا تشارك مباشرة في الأكسدة والاختزال

تطبيقات مصباح طاقة مولد Air Air

• يوفر مزود طاقة الطوارئ
  إضاءة موثوقة ودعم للطاقة أثناء انقطاع التيار الكهربائي أو حالات الطوارئ.

• جهود الإغاثة من الكوارث
  المناسبة للمساعدة الإنسانية في مناطق الصراع ، ومخيمات اللاجئين ، ومواقع الكوارث ، وضمان إضاءة أساسية وشحن الجهاز.

• الأنشطة في الهواء الطلق
  الإضاءة المحمولة ومصدر الطاقة المتنقلة للتخييم ، والبحث الميداني ، والمشي لمسافات طويلة ، وغيرها من السيناريوهات الخارجية.

• توفر إضاءة الأمان الليلية
  إضاءة آمنة في الليل ، مما يعزز الأمان في البيئات المظلمة.

• يشحن الأجهزة المحمولة
  الشحن الهواتف والكاميرات الرقمية والمراوح الصغيرة والأجهزة الأخرى عبر منافذ USB و Type-C.

• يستخدم مصدر الطاقة الصديق للبيئة
  الشوارد الصديقة للبيئة مثل المياه المالحة ، ولا تنتج أي تلوث أو نفايات ضارة ، وهو خضراء ومستدامة.

إذا كان لديك أي استفسارات أو ترغب في الانخراط في مناقشات فنية فيما يتعلق بمبادئ توليد البطاريات من الألومنيوم وتقنيات التصنيع ، أو حول منتجات الطاقة المولدة للهواء وتطبيقاتها ، لا تتردد في الاتصال بنا.

نرحب بالتعاون وتبادل المعرفة لتعزيز التطوير والاستخدام العملي لحلول الطاقة الألمنيوم.

إذا كنت تريدها أكثر رسمية أو ودية أو موجزة ، فيمكنني المساعدة في التكيف وفقًا لذلك!