A
9. Mekanismo ng henerasyon ng Ang aluminyo-air generator power lamp na hinimok ng alkalina na electrolyte solution at ang katangian na paggawa ng natutunaw na potassium aluminate '(aluminyo plate + electrolyte powder + water = generator).
Kung ang tubig-alat ay pinalitan ng isang alkalina na electrolyte, ang prinsipyo ng henerasyon ng kuryente at proseso ng reaksyon ng baterya ng aluminyo-air ay magkakaiba. Nasa ibaba ang isang detalyadong pagsusuri:
Ang baterya ng aluminyo-air ay bumubuo ng koryente sa pamamagitan ng paggamit ng aluminyo bilang anode at oxygen mula sa hangin bilang katod sa isang potassium hydroxide (KOH) alkaline electrolyte solution sa pamamagitan ng isang reaksyon ng redox.
Detalyadong proseso ng reaksyon:
1. Anode (aluminyo electrode): Ang aluminyo ay sumasailalim sa isang reaksyon ng oksihenasyon sa isang alkalina na kapaligiran, nawawala ang mga electron at bumubuo ng mga aluminate ion. Dahil sa pagkakaroon ng potassium hydroxide, ang nabuo na aluminate ay pangunahing umiiral sa anyo ng tetrahydroxoaluminate ions [al (OH) ₄] ⁻) sa solusyon.
AL + 4OH⁻ → [AL (OH) ₄] ⁻ + 3E−
2. Cathode (Air Electrode): Ang oxygen mula sa hangin ay nabawasan sa ibabaw ng katod, na tumutugon sa tubig upang mabuo ang mga hydroxide ion (OH⁻). Ang prosesong ito ay karaniwang nangangailangan ng isang katalista upang bawasan ang enerhiya ng pag-activate, tulad ng na-activate na carbon o iba pang mga di-kapaki-pakinabang na mga catalysts ng metal.
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻
3. Electrolyte (KOH Solution): Ang solusyon ng potassium hydroxide ay nagbibigay ng isang mataas na konsentrasyon ng mga ion ng hydroxide, na nagtataguyod ng oksihenasyon ng aluminyo at ang pagbawas ng oxygen. Kasabay nito, ito ay kumikilos bilang isang conductor ng ionic, pinapanatili ang balanse ng singil sa loob ng baterya.
4. Pangkalahatang reaksyon: Ang pagsasama ng mga reaksyon ng anode at katod ay nagbibigay ng pangkalahatang equation ng reaksyon. Upang balansehin ang mga singil at bilang ng mga atomo, karaniwang batay sa 4 na mga atomo ng aluminyo:
4Al + 3o₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
O nakasulat sa ionic form:
4Al + 3o₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [AL (OH) ₄] ⁻
5. Mga Produkto ng Reaksyon: Ang pangunahing produkto ng reaksyon ay potassium tetrahydroxoaluminate (K [al (OH) ₄]), na natutunaw sa solusyon ng KOH. Sa ilang mga kaso, kung ang solusyon ay oversaturated, ang aluminyo hydroxide (AL (OH) ₃) ay maaaring mabuo.
Isang
tala ng dditional:
Passivation film: Sa non-alkaline o mahina na mga alkalina na kapaligiran, ang isang oxide film ay madaling bumubuo sa ibabaw ng aluminyo, na pinipigilan ang reaksyon. Gayunpaman, sa mga solusyon sa KOH na may mataas na konsentrasyon, ang pelikulang oxide na ito ay natunaw, na tinitiyak na ang aluminyo ay maaaring magpatuloy sa pag-oxidize.
Ang reaksyon ng ebolusyon ng hydrogen (HER): Sa ilalim ng mga kondisyon ng alkalina, ang aluminyo ay maaari ring sumailalim sa isang reaksyon ng ebolusyon ng hydrogen, na kung saan ay isang reaksyon ng panig na binabawasan ang kahusayan ng baterya.
2Al + 6H₂O + 2OH⁻ → 2 [AL (OH) ₄] ⁻ + 3H₂
Upang sugpuin ang reaksyon ng ebolusyon ng hydrogen, ang ilang mga elemento ng alloying o inhibitor ay karaniwang idinagdag.
Mga praktikal na aplikasyon: Ang mga baterya ng aluminyo-air ay may napakataas na teoretikal na density ng enerhiya, ngunit ang mga praktikal na aplikasyon ay apektado ng iba't ibang mga kadahilanan, tulad ng konsentrasyon ng electrolyte, temperatura, at kasalukuyang density.
Buod :
Ang baterya ay bumubuo ng elektrikal na enerhiya sa pamamagitan ng oksihenasyon ng aluminyo at ang pagbawas ng oxygen, na may pangwakas na produkto lalo na ang pagiging potassium tetrahydroxoaluminate
k [al (OH) ₄] na natunaw sa electrolyte.
Sa electrolyte powder potassium hydroxide koh) na solusyon, ang prinsipyo ng reaksyon ay ang mga sumusunod:
Hakbang |
Equation |
Paliwanag |
|
Anode (Main) |
AL + 4OH⁻ → [AL (OH) ₄] ⁻ + 3E⁻ |
Aluminyo oksihenasyon |
|
Cathode (Main) |
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻ |
Pagbawas ng Oxygen |
|
Al3⁺precipitation |
4Al + 3o₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [AL (OH) ₄] ⁻ |
Al3⁺precipitation |
|
Pangkalahatang reaksyon |
4Al + 3o₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
o
4al + 3o₂ + 6h₂o + 4koh → 4kalo₂ ⋅xh2o
|
Pangwakas na mga produkto ng pangunahing reaksyon ay ang natutunaw na tubig 4K [AL (OH) ₄] o Kalo₂ |
|
Reaksyon ng gilid ng anode |
2Al + 6H₂O → 2Al (OH) ₃ ↓ + 3H₂ ↑ |
Ebolusyon ng hydrogen |
|
10. Bersyon ng Pag -iimbak, Paglilinis at Tubig at Pagpapanatili
Ang pagtigil sa paggamit ng higit sa 2 oras
Kung hindi mo ginagamit ang lampara nang higit sa 2 oras, ibuhos ang electrolyte o tubig -alat upang ganap na mapigilan ang reaksyon ng electrochemical, makakatulong ito na maiwasan ang hindi kinakailangang pagkawala ng kuryente.
Pang -araw -araw na Suriin para sa Flowability
Subaybayan ang aluminyo hydroxide sa loob ng lampara, lf ang solidong mga particle ay tumigil sa pag -agos nang maayos, ibuhos ang lumang solusyon at palitan ito ng sariwang electrolyte o tubig -alat, lf naiwan ng masyadong mahaba, ang mga particle ay maaaring tumigas, na ginagawang mahirap ang paglilinis.
Pangmatagalang imbakan
Bago itago ang lampara, walang laman ang solusyon ng electrolyte o tubig -alat, linisin ang kompartimento ng baterya at mga plato ng elektrod, at panatilihing tuyo ito. Pinipigilan nito ang pinsala at pinapanatili ang iyong lampara sa mabuting kondisyon para magamit sa hinaharap.
⚠ Babala:
Suriin nang regular ang pagkalikul ng electrolyte ⚠
Gamit ang
Ang generator ng aluminyo-air para sa higit sa 8 oras: Kung kailangan mong gamitin ang generator nang patuloy nang higit sa 8 oras, mayroong dalawang pagpipilian. Una, habang papalapit ka sa 8-hour mark, suriin ang antas ng likido sa mga silid upang matiyak na ganap na ito ay submerges ang mga plato ng elektrod. Kung bumaba ang antas ng tubig, magdagdag ng isang maliit na halaga ng tubig kung kinakailangan. Kung ang tubig ay hindi magagamit at kailangan mong patuloy na gamitin ang generator, buksan ang tuktok na may sinulid na takip upang makatulong na mawala ang init. Pipigilan nito ang sobrang pag -init at matiyak ang matatag na pagganap.
Suriin nang regular ang likido ng tubig -alat ⚠
Ang likido ng tubig-alat ay dapat suriin tuwing 4-6 na oras, depende sa pagkonsumo ng kuryente ng konektadong aparato.
❌ Kung ang likido ay nagiging makapal o mas kaunting likido, maaari itong makaapekto sa pagganap.
✅ Upang matiyak ang pinakamainam na operasyon, linisin at palitan ito ng sariwang tubig -alat sa tubig kaagad kung kinakailangan.
Upang ipagpatuloy ang bahagi 3