Vues: 0 Auteur: Éditeur de site Temps de publication: 2025-04-28 Origine: Site
Discussion technique et échange de connaissances sur les principes de production d'électricité et les applications pratiques des générateurs d'air-aluminium
Dans la solution d'hydroxyde de potassium (KOH), les réactions de la batterie en aluminium impliquent une oxydation de l'aluminium à l'anode et une réduction de l'oxygène à la cathode, produisant de l'aluminé de potassium (Kalo₂) comme produit principal soluble contenant de l'aluminium, ainsi que du gaz hydrogène comme produit latérale.
Principe de réaction dans la solution KOH
Réaction de l'anode (oxydation):
L'aluminium réagit avec le KOH et l'eau pour former de l'aluminate de potassium (kalo₂) et de l'hydrogène gazeux (H₂). La réaction équilibrée est:
2AL + 2KOH + 6H₂O → 2KALO₂ + 3H₂ ↑ + 4h₂o
Plus précisément, simplifié comme:
2AL + 2KOH + 2H₂O → 2KALO₂ + 3H₂ ↑
Cela montre l'aluminium oxydé pour former l'aluminé de potassium, tandis que l'hydrogène gazeux évolue en tant que produit secondaire.
Réaction de la cathode (réduction):
L'oxygène de l'air est réduit dans l'électrolyte alcalin:
O₂ + 2H₂O + 4E− → 4OH−
Réaction globale:
En combinant les réactions de l'anode et de la cathode, la réaction cellulaire globale peut être écrite comme suit:
4AL + 4KOH + 6H₂O + 3O₂ → 4KALO₂ + 3H₂O + 6OH−
ou plus généralement simplifié pour montrer la formation d'aluminate de potassium et d'hydrogène gazeux:
2AL + 2KOH + 2H₂O → 2KALO₂ + 3H₂ ↑
Réactions principales et secondaires
Réaction principale: Formation d'aluminate de potassium (kalo₂) par oxydation en aluminium dans une solution alcaline. Il s'agit de la réaction électrochimique souhaitée responsable de la production d'électricité.
Réaction côté (parasite): évolution de l'hydrogène à partir de la corrosion en aluminium, qui consomme de l'aluminium et de l'électrolyte sans produire d'énergie électrique utile, réduisant l'efficacité.
De plus, l'aluminate de potassium (kalo₂) peut hydrolyser et précipiter sous forme d'hydroxyde d'aluminium:
Kalo₂ + 2h₂o⇌koh + al (OH) ₃ ↓
Ici, l'hydroxyde d'aluminium insoluble (Al (OH) ₃) précipite comme un sous-produit, qui peut affecter la conductivité des électrolytes et les performances de la batterie.
Rôle de l'ion potassium (K⁺)
Les ions de potassium (K⁺) ne participent pas directement aux réactions redox mais servent d'ions à équilibrage des charges dans l'électrolyte et forment de l'aluminate de potassium (Kalo₂) comme complexe soluble. Ils maintiennent la conductivité et la neutralité de l'électrolyte mais ne sont pas consommées ou produites dans le processus redox.
Résumé avec l'aluminate de potassium dans l'équation de réaction
Réaction de l'anode équilibrée, y compris l'aluminé de potassium:
2AL + 2KOH + 6H₂O → 2KALO₂ + 3H₂ ↑ + 4h₂o
ou simplifié:
2AL + 2KOH + 2H₂O → 2KALO₂ + 3H₂ ↑
Cette équation inclut explicitement l'aluminate de potassium (kalo₂) comme produit principal de l'oxydation de l'aluminium dans l'électrolyte KOH.
Résumé:
Type de réaction | Équation de réaction | Produits de réaction | Remarques |
Réaction principale (oxydation en aluminium) | 2AL + 2KOH + 2H₂O → 2KALO₂ + 3H₂ ↑ | Aluminate de potassium （Kalo₂） Hydrogène （H₂） | Kalo₂ est le principal produit soluble, H₂ est un sous-produit |
Réduction de l'oxygène | O₂ + 2H₂O + 4E− → 4OH− | Ion hydroxyle （oh⁻） | Réaction d'électrode positive |
Hydrolyse en aluminate de potassium | Kalo₂ + 2h₂o⇌koh + al (OH) ₃ ↓ | Précipitation d'hydroxyde d'aluminium （AL (OH) ₃） | Sous-produit, affectant les performances de la batterie |
Cela reflète le processus électrochimique central dans les batteries en aluminium en aluminium fonctionnant dans une solution d'hydroxyde de potassium, mettant en évidence la formation d'aluminate de potassium comme produit principal et gaz hydrogène comme produit laté
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