ΕΝΑ
9. Μηχανισμός γενιάς του Λυχνία ισχύος αλουμινίου-αέρας που οδηγείται από αλκαλικό διάλυμα ηλεκτρολύτη και τη χαρακτηριστική παραγωγή του διαλυτού αλουμινίου καλίου '(πλάκα αλουμινίου + σκόνη ηλεκτρολύτη + νερό = γεννήτρια).
Εάν το αλμυρό νερό αντικαθίσταται με αλκαλικό ηλεκτρολύτη, η αρχή παραγωγής ενέργειας και η διαδικασία αντίδρασης της μπαταρίας αλουμινίου-αέρα θα διαφέρουν. Παρακάτω είναι μια λεπτομερής ανάλυση:
Η μπαταρία αλουμινίου-αέρα παράγει ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιώντας αλουμίνιο ως άνοδο και οξυγόνο από τον αέρα ως κάθοδο σε υδροξείδιο του καλίου υδροξειδίου (ΚΟΗ) αλκαλικού ηλεκτρολύτη μέσω μιας οξειδοαναγωγικής αντίδρασης.
Λεπτομερής διαδικασία αντίδρασης:
1. Ανάδο (ηλεκτρόδιο αλουμινίου): Το αλουμίνιο υφίσταται αντίδραση οξείδωσης σε αλκαλικό περιβάλλον, απώλεια ηλεκτρόνων και σχηματίζοντας ιόντα αλουμινικού. Λόγω της παρουσίας υδροξειδίου του καλίου, το παραγόμενο αλουμινικό κυρίως υπάρχει με τη μορφή ιόντων τετραϋδροξοαλουμινικού [AL (OH) ₄] ⁻) στο διάλυμα.
Al + 4oh⁻ → [al (oh) ₄] ⁻ + 3e-
2. Κάθοδος (ηλεκτρόδιο αέρα): Το οξυγόνο από τον αέρα μειώνεται στην επιφάνεια της καθόδου, αντιδρά με νερό για να σχηματίσει ιόντα υδροξειδίου (OH⁻). Αυτή η διαδικασία συνήθως απαιτεί έναν καταλύτη για τη μείωση της ενέργειας ενεργοποίησης, όπως ο ενεργός άνθρακας ή άλλοι μη αξιόλογοι μεταλλικοί καταλύτες.
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻
3. Ηλεκτρολύτης (διάλυμα ΚΟΗ): Το διάλυμα υδροξειδίου του καλίου παρέχει υψηλή συγκέντρωση ιόντων υδροξειδίου, προάγει την οξείδωση του αλουμινίου και τη μείωση του οξυγόνου. Ταυτόχρονεκτροδίων, προσθέστε αμέσως μια κατάλληλη ποσότητα καθαρού νερού. Απαιτείται μόνο αρκετό νερό για την κάλυψη των πλακών ηλεκτροδίων για συνεχή χρήση. Διαφορετικά, εάν η στάθμη του υγρού είναι πολύ χαμηλή ενώ το φορτίο παραμένει αμετάβλητο, η γεννήτρια μπορεί να υπερθερμανθεί, να παράγει υπερβολική φουσκάλες και να προκαλέσει υπερχείλιση υγρού σε επιφάνειες όπως πίνακες.
4. Συνολική αντίδραση: Ο συνδυασμός των αντιδράσεων ανόδου και καθόδου δίνει τη συνολική εξίσωση αντίδρασης. Για να εξισορροπήσει τις χρεώσεις και τον αριθμό των ατόμων, βασίζεται συνήθως σε 4 άτομα αλουμινίου:
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
Ή γραμμένο σε ιοντική μορφή:
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [AL (OH) ₄] ⁻
5. Προϊόντα αντίδρασης: Το κύριο προϊόν της αντίδρασης είναι το τετραϋδροξοαλτατικό κάλιο (k [al (OH) ₄]), το οποίο διαλύεται στο διάλυμα ΚΟΗ. Σε ορισμένες περιπτώσεις, εάν το διάλυμα είναι υπερκορεσμένο, μπορεί να σχηματιστεί υδροξείδιο αλουμινίου (AL (OH) ₃).
Μια
διαδοχική σημειώσεις:
Φιλμ παθητικοποίησης: Σε μη αλκαλικά ή ασθενώς αλκαλικά περιβάλλοντα, μια μεμβράνη οξειδίου σχηματίζεται εύκολα στην επιφάνεια του αλουμινίου, παρεμποδίζοντας την αντίδραση. Ωστόσο, σε διαλύματα KOH υψηλής συγκέντρωσης, αυτή η μεμβράνη οξειδίου διαλύεται, εξασφαλίζοντας ότι το αλουμίνιο μπορεί να συνεχίσει να οξειδώνει.
Αντίδραση εξέλιξης υδρογόνου (Η): Υπό αλκαλικές συνθήκες, το αλουμίνιο μπορεί επίσης να υποβληθεί σε αντίδραση εξέλιξης υδρογόνου, η οποία είναι μια πλευρική αντίδραση που μειώνει την αποτελεσματικότητα της μπαταρίας.
2AL + 6H₂O + 2OH⁻ → 2 [AL (OH) ₄] ⁻ + 3H₂
Για να καταστείλει την αντίδραση εξέλιξης του υδρογόνου, συνήθως προστίθενται ορισμένα στοιχεία κράματος ή αναστολείς.
Πρακτικές εφαρμογές: Οι μπαταρίες αλουμινίου-αέρα έχουν πολύ υψηλή θεωρητική ενεργειακή πυκνότητα, αλλά οι πρακτικές εφαρμογές επηρεάζονται από διάφορους παράγοντες, όπως η συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη, της θερμοκρασίας και της πυκνότητας ρεύματος.
Περίληψη:
Η μπαταρία παράγει ηλεκτρική ενέργεια μέσω της οξείδωσης του αλουμινίου και της μείωσης του οξυγόνου, με το τελικό προϊόν κυρίως να είναι τετραϋδροξοαλτατικό κάλιο
k [AL (OH) ₄] διαλύεται στον ηλεκτρολύτη.
Στο διάλυμα Hydassium Hydsassium Hydassium Koh), η αρχή της αντίδρασης έχει ως εξής:
Βήμα |
Εξίσωση |
Εξήγηση |
|
Άνοδο (κύρια) |
Al + 4OH⁻ → [al (oh) ₄] ⁻ + 3e⁻ |
Οξείδωση αργιλίου |
|
Κάθοδος (κύρια) |
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻ |
Μείωση του οξυγόνου |
|
Προμήθεια |
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [AL (OH) ₄] ⁻ |
Προμήθεια |
|
Συνολική αντίδραση |
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
ή
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4KALO₂ ⋅xh2o
|
Τα τελικά προϊόντα της κύριας αντίδρασης είναι υδατοδιαλυτά 4K [al (oh) ₄] ή kalo₂ |
|
Πλευρική αντίδραση ανόδου |
2AL + 6H₂O → 2AL (OH) ₃ † + 3H₂ ↑ |
Εξέλιξη υδρογόνου |
|
10. Αποθήκευση, καθαρισμός και νερό έκδοση και συντήρηση
Σταματώντας τη χρήση για περισσότερο από 2 ώρες
Εάν δεν θα χρησιμοποιήσετε τη λάμπα για περισσότερο από 2 ώρες, ρίξτε έξω τον ηλεκτρολύτη ή το αλμυρό νερό για να σταματήσετε πλήρως την ηλεκτροχημική αντίδραση, αυτό βοηθά στην πρόληψη της περιττής απώλειας ισχύος.
Ημερήσιος έλεγχος για ροή
Παρακολουθήστε το υδροξείδιο του αλουμινίου μέσα στη λυχνία, LF Τα στερεά σωματίδια σταματούν να ρέουν ομαλά, να ρίχνουν το παλιό διάλυμα και να το αντικαταστήσουν με φρέσκο ηλεκτρολύτη ή αλμυρό νερό, LF αριστερά πολύ καιρό, τα σωματίδια μπορεί να σκληρύνουν, καθιστώντας τον καθαρισμό δύσκολη.
Μακροπρόθεσμη αποθήκευση
Πριν από την αποθήκευση του λαμπτήρα, αδειάστε το διάλυμα ηλεκτρολύτη ή αλμυρού νερού, καθαρίστε το χώρο της μπαταρίας και τις πλάκες των ηλεκτροδίων και κρατήστε τις στεγνή τους. Αυτό αποτρέπει τη ζημιά και διατηρεί τη λάμπα σας σε καλή κατάσταση για μελλοντική χρήση.
⚠ Προειδοποίηση:
Ελέγξτε τακτικά τη ρευστότητα των ηλεκτρολυτών ⚠
Χρησιμοποιώντας το
Γεννήτρια αλουμινίου για περισσότερο από 8 ώρες: Εάν πρέπει να χρησιμοποιήσετε τη γεννήτρια συνεχώς για περισσότερο από 8 ώρες, υπάρχουν δύο επιλογές. Πρώτον, καθώς πλησιάζετε το 8ωρο σημάδι, ελέγξτε το επίπεδο υγρού στους θαλάμους για να βεβαιωθείτε ότι εξακολουθεί να υποβληθεί πλήρως στις πλάκες των ηλεκτροδίων. Εάν η στάθμη του νερού έχει μειωθεί, προσθέστε μια μικρή ποσότητα νερού όπως απαιτείται. Εάν το νερό δεν είναι διαθέσιμο και πρέπει να συνεχίσετε να χρησιμοποιείτε τη γεννήτρια, ανοίξτε το κορυφαίο καπάκι για να βοηθήσετε στη διάλυση της θερμότητας. Αυτό θα αποτρέψει την υπερθέρμανση και θα εξασφαλίσει σταθερή απόδοση.
Ελέγξτε τακτικά τη ρευστότητα του αλμυρού νερού ⚠
Η ρευστότητα του αλμυρού νερού πρέπει να ελέγχεται κάθε 4-6 ώρες, ανάλογα με την κατανάλωση ενέργειας της συνδεδεμένης συσκευής.
❌ Εάν το υγρό γίνει παχύ ή λιγότερο ρευστό, μπορεί να επηρεάσει την απόδοση.
✅ Για να εξασφαλίσετε τη βέλτιστη λειτουργία, καθαρίστε και αντικαταστήστε την με φρέσκο αλμυρού νερού αμέσως εάν χρειαστεί.
Να συνεχιστεί το μέρος 3