Прынцыпы электрахімічнай рэакцыі і асноўныя прадукты генератара Al-Air Power Lamp у шчолачным электраліце

Тэхнічнае абмеркаванне і абмен ведамі аб прынцыпах вытворчасці электраэнергіі і практычным прымяненні алюмініева-паветраных генератараў

У растворы гідраксіду калію (КОН) рэакцыі алюмініева-паветранай батарэі ўключаюць акісленне алюмінію на анодзе і аднаўленне кіслароду на катодзе, утвараючы алюмінат калію (KAlO₂) у якасці асноўнага растваральнага прадукту, які змяшчае алюміній, разам з газападобным вадародам у якасці пабочнага прадукту.

Прынцып рэакцыі ў растворы KOH

Анодная (акіслення) рэакцыя:

Алюміній рэагуе з KOH і вадой, утвараючы алюмінат калію (KAlO₂) і газападобны вадарод (H₂). Збалансаваная рэакцыя:

2Al+2KOH+6H₂O→2KAlO₂+3H₂↑+4H₂O

Дакладней, спрошчана:

2Al+2KOH+2H₂O→2KAlO₂+3H₂↑

Гэта паказвае, што алюміній акісляецца з адукацыяй алюмінату калію, у той час як вадарод вылучаецца як пабочны прадукт.

Катодная (аднаўленчая) рэакцыя:

Кісларод з паветра аднаўляецца ў шчолачным электраліце:

O₂+2H₂O+4e−→4OH−

Агульная рэакцыя:

Камбінуючы анодную і катодную рэакцыі, агульную рэакцыю клеткі можна запісаць так:

4Al+4KOH+6H₂O+3O₂→4KAlO₂+3H₂O+6OH−

або больш звычайна спрошчана, каб паказаць утварэнне алюмінату калію і газавага вадароду:

2Al+2KOH+2H₂O→2KAlO₂+3H₂↑

Асноўныя і пабочныя рэакцыі

Асноўная рэакцыя: утварэнне алюмінату калію (KAlO₂) шляхам акіслення алюмінію ў шчолачным растворы. Гэта патрэбная электрахімічная рэакцыя, якая адказвае за выпрацоўку электрычнасці.

Пабочная (паразітарная) рэакцыя: вылучэнне вадароду ў выніку карозіі алюмінія, якая спажывае алюміній і электраліт без вытворчасці карыснай электрычнай энергіі, што зніжае эфектыўнасць.

Акрамя таго, алюмінат калію (KAlO₂) можа гідралізаваць і выпадаць у асадак у выглядзе гідраксіду алюмінію:

KAlO₂+2H₂O⇌KOH+Al(OH)₃↓

Тут нерастваральны гідраксід алюмінію (Al(OH)₃) выпадае ў асадак у якасці пабочнага прадукту, што можа паўплываць на праводнасць электраліта і прадукцыйнасць батарэі.

Роля іёна калію (K⁺)

Іёны калію (K⁺) непасрэдна не ўдзельнічаюць у акісляльна-аднаўленчых рэакцыях, але служаць у якасці балансуючых зарад іёнаў у электраліце ​​і ўтвараюць алюмінат калію (KAlO₂) у выглядзе растваральнага комплексу. Яны падтрымліваюць праводнасць і нейтральнасць электраліта, але не спажываюцца і не вырабляюцца ў акісляльна-аднаўленчым працэсе.

Рэзюмэ з алюмінатам калію ў раўнанні рэакцыі

Збалансаваная анодная рэакцыя, уключаючы алюмінат калію:

2Al+2KOH+6H₂O→2KAlO₂+3H₂↑+4H₂O

або спрошчана:

2Al+2KOH+2H₂O→2KAlO₂+3H₂↑

Гэта ўраўненне відавочна ўключае алюмінат калію (KAlO₂) у якасці асноўнага прадукту акіслення алюмінію ў электраліце ​​KOH.

Рэзюмэ:

Тып рэакцыі	Ураўненне рэакцыі	Прадукты рэакцыі	Заўвагі
Асноўная рэакцыя (акісленне алюмінію)	2Al+2KOH+2H₂O→2KAlO₂+3H₂↑	Алюмінат калію（KAlO₂）вадарод（H₂）	KAlO₂ з'яўляецца асноўным растваральным прадуктам, H₂ з'яўляецца пабочным прадуктам
Памяншэнне кіслароду	O₂+2H₂O+4e−→4OH−	Гідраксільны іён (OH⁻)	Рэакцыя станоўчага электрода
Гідроліз алюмінату калію	KAlO₂+2H₂O⇌KOH+Al(OH)₃↓	Асаджэнне гідраксіду алюмінію（Al(OH)₃）	Пабочны прадукт, які ўплывае на працу батарэі

Гэта адлюстроўвае асноўны электрахімічны працэс у алюмінева-паветраных батарэях, якія працуюць у растворы гідраксіду калію, падкрэсліваючы адукацыю алюмінату калію ў якасці асноўнага прадукту і газападобнага вадароду ў якасці пабочнага прадукту, прычым іёны калія дзейнічаюць як носьбіты электраліта, але не ўдзельнічаюць непасрэдна ў акісляльна-аднаўленчым працэсе

Прымяненне лямпы генератара Al-Air

• Аварыйнае сілкаванне
  Забяспечвае надзейнае асвятленне і падтрымку электраэнергіі падчас адключэння электрычнасці або надзвычайных сітуацый.

• Аказанне дапамогі пры стыхійных бедствах.
  Падыходзіць для аказання гуманітарнай дапамогі ў зонах канфліктаў, лагерах для бежанцаў і на месцах бедстваў, забяспечвае асноўнае асвятленне і зарадку прылад.

• Адпачынак на свежым паветры
  Партатыўнае асвятленне і мабільная крыніца харчавання для кэмпінгу, палявых даследаванняў, паходаў і іншых сцэнарыяў на свежым паветры.

• Начное ахоўнае асвятленне
  Забяспечвае бяспечнае асвятленне ўначы, павышаючы бяспеку ў цёмным асяроддзі.

• Зарадка мабільных прылад Зараджае
  тэлефоны, лічбавыя фотаапараты, маленькія вентылятары і іншыя прылады праз порты USB і Type-C.

• Экалагічна чыстая крыніца харчавання
  Выкарыстоўвае экалагічна чыстыя электраліты, такія як салёная вада, не ствараючы забруджванняў і шкодных адходаў, і з'яўляецца экалагічна чыстым і ўстойлівым.

Калі ў вас ёсць якія-небудзь запыты або вы хочаце прыняць удзел у тэхнічных абмеркаваннях адносна прынцыпаў і тэхналогій вытворчасці алюмініева-паветраных батарэй, або адносна генератара Al-Air і лямпы харчавання генератара Al-Air і іх прымянення, калі ласка, не саромейцеся звяртацца да нас.

Мы вітаем супрацоўніцтва і абмен ведамі для прасоўвання распрацоўкі і практычнага выкарыстання алюмініева-паветраных энергетычных рашэнняў.

Калі вы хочаце, каб гэта было больш фармальна, добразычліва ці лаканічна, я магу дапамагчы з карэкціроўкай!