A
9. Mechanismus generování Výkonová lampa generátoru hliníkového vzduchu poháněná roztokem alkalického elektrolytu a jeho charakteristickou produkcí rozpustného aluminátu draselného “(hliníková deska + elektrolytový prášek + voda = generátor).
Pokud je slaná voda nahrazena alkalickým elektrolytem, bude se lišit princip výroby energie a reakční proces baterie hliníku. Níže je uvedena podrobná analýza:
Baterie hliníku a vzduchu vyrábí elektřinu pomocí hliníku jako anody a kyslíku ze vzduchu jako katoda v alkalickém elektrolytu hydroxidu draselného (KOH) redoxní reakcí.
Podrobný proces reakce:
1. Anoda (hliníková elektroda): Hliník podléhá oxidační reakci v alkalickém prostředí, ztrácí elektrony a vytváří aluminátové ionty. Vzhledem k přítomnosti hydroxidu draselného hydroxidu draselný existuje generovaný aluminát primárně ve formě iontů tetrahydroxoaluminátu [al (OH) ₄] ⁻) v roztoku.
Al + 4oh⁻ → [al (oh) ₄] ⁻ + 3e-
2. katoda (vzduchová elektroda): Kyslík ze vzduchu je snížen na povrchu katody a reaguje s vodou za vzniku iontů hydroxidu (OH⁻). Tento proces obvykle vyžaduje, aby katalyzátor snižoval aktivační energii, jako je aktivovaný uhlík nebo jiné kovové katalyzátory.
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻
3. Elektrolyt (roztok KOH): Roztok hydroxidu draselného poskytuje vysokou koncentraci iontů hydroxidu a podporuje oxidaci hliníku a redukci kyslíku. Současně funguje jako iontový vodič a udržuje zůstatek náboje v baterii.
4. Celková reakce: Kombinace anodových a katodových reakcí dává celkovou reakční rovnici. Pro vyvážení poplatků a počtu atomů je obvykle založeno na 4 atomech hliníku:
4al + 3o₂ + 6H₂o + 4KOH → 4K [al (OH) ₄]
Nebo napsáno iontovou podobou:
4al + 3o₂ + 6H₂o + 4oH⁻ → 4 [al (OH) ₄] ⁻
5. Reakční produkty: Hlavním produktem reakce je tetrahydroxoaluminát draselný draselný (k [al (OH) ₄]), který se rozpouští v roztoku KOH. V některých případech, pokud je roztok přesycen, se může tvořit sraženina hydroxidu hlinitého (al (OH) ₃).
DDITIONÁLNÍ
POZNÁMKY:
Pasivační film: V nealkalickém nebo slabě alkalickém prostředí se na povrchu hliníku snadno tvoří oxidový film, který brání reakci. V roztocích KoH s vysokou koncentrací se však tento oxidový film rozpustí, což zajišťuje, že hliník může i nadále oxidovat.
Reakce vývoje vodíku (její): Za alkalických podmínek může hliník také podstoupit reakci vývoje vodíku, což je vedlejší reakce, která snižuje účinnost baterie.
2al + 6H₂o + 2oH⁻ → 2 [al (OH) ₄] ⁻ + 3H₂
Pro potlačení reakce vývoje vodíku se obvykle přidávají některé legované prvky nebo inhibitory.
Praktické aplikace: Baterie hliníkového vzduchu mají velmi vysokou teoretickou hustotu energie, ale praktické aplikace jsou ovlivněny různými faktory, jako je koncentrace elektrolytu, teploty a hustoty proudu.
Shrnutí :
Baterie generuje elektrickou energii oxidací hliníku a redukcí kyslíku, přičemž konečným produktem je primárně draselný tetrahydroxoaluminát
k [al (oh) ₄] rozpuštěný v elektrolytu.
V roztoku elektrolytického prášku hydroxidu hydroxidu draselného) je reakční princip následující:
Krok |
Rovnice |
Vysvětlení |
|
Anoda (hlavní) |
Al + 4oH⁻ → [al (OH) ₄] ⁻ + 3e⁻ |
Oxidace hliníku |
|
Katoda (hlavní) |
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻ |
Redukce kyslíku |
|
AL3⁺PRECIPITACE |
4al + 3o₂ + 6H₂o + 4oH⁻ → 4 [al (OH) ₄] ⁻ |
AL3⁺PRECIPITACE |
|
Celková reakce |
4al + 3o₂ + 6H₂o + 4KOH → 4K [al (OH) ₄]
nebo
4al + 3o₂ + 6H₂o + 4KOH → 4Kalo₂ ⋅xh2O
|
Konečné produkty hlavní reakce jsou ve vodě rozpustné 4K [al (OH) ₄] nebo Kalo₂ |
|
Anoda na boční reakci |
2al + 6H₂o → 2al (OH) ₃ ↓ + 3H₂ ↑ |
Vývoj vodíku |
|
10. Skladování, čištění a verze a údržba vody
Zastavení používání déle než 2 hodiny
Pokud lampu nebudete používat déle než 2 hodiny, vylijte elektrolyt nebo slanou vodu, abyste úplně zastavili elektrochemickou reakci, pomáhá to zabránit zbytečné ztrátě energie.
Denní kontrola prottětelnosti
Monitorujte hydroxid hliníku uvnitř lampy, pevné částice zastaví hladce, vylévají starý roztok a nahradí jej čerstvým elektrolytem nebo slanou vodou, LF zůstane příliš dlouho, částice se mohou ztěžovat, což ztěžuje čištění.
Dlouhodobé úložiště
Před uložením lampy vyprázdněte roztok elektrolytu nebo slané vody, vyčistěte kompartment baterie a elektrodové desky a udržujte je v suchu. To zabraňuje poškození a udržuje vaši lampu v dobrém stavu pro budoucí použití.
⚠ Varování:
Pravidelně kontrolujte plynulost elektrolytu ⚠
Pomocí
Generátor hliníku a vzduchu déle než 8 hodin: Pokud potřebujete generátor nepřetržitě používat déle než 8 hodin, existují dvě možnosti. Nejprve, když se blížíte k 8hodinové značce, zkontrolujte hladinu kapaliny v komorách, abyste se ujistili, že stále plně ponoří elektrodové destičky. Pokud hladina vody klesla, přidejte podle potřeby malé množství vody. Pokud voda není k dispozici a musíte nadále používat generátor, otevřete horní závity, které vám pomohou rozptýlit teplo. Tím se zabrání přehřátí a zajistí stabilní výkon.
Pravidelně kontrolujte tekutost slané vody ⚠
Tekulost slané vody by měla být kontrolována každé 4-6 hodin, v závislosti na spotřebě energie připojeného zařízení.
❌ Pokud se kapalina stává tlustá nebo méně tekutina, může to ovlivnit výkon.
✅ Chcete -li zajistit optimální provoz, v případě potřeby jej okamžitě vyčistěte a nahraďte ho čerstvou slanou vodou.
Pokračovat v části 3