एल्यूमीनियम-एयर बैटरी खारे पानी के लैंप: कार्य सिद्धांत और उपयोग के लिए सावधानियां

प्रचालन सिद्धांत

एल्यूमीनियम-हवा बैटरी खारे पानी के लैंप खारे पानी (इलेक्ट्रोलाइट) में एल्यूमीनियम और ऑक्सीजन के बीच इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया के माध्यम से बिजली उत्पन्न करते हैं। जब एल्यूमीनियम एनोड एयर कैथोड से संपर्क करता है, तो यह ऑक्सीकरण से गुजरता है, इलेक्ट्रॉनों को जारी करता है और एल्यूमीनियम आयनों का गठन करता है। इसमें शामिल रासायनिक प्रतिक्रियाएं इस प्रकार हैं:

इस प्रतिक्रिया में, एल्यूमीनियम (AL) ऑक्सीजन (O₂) और पानी (H₂O) के साथ प्रतिक्रिया करता है ताकि एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड (AL (OH) ₃) का उत्पादन किया जा सके, जो एक flocculent ठोस के रूप में उपजी है। समय के साथ, ये ठोस कण बड़े क्रिस्टलीय संरचनाओं को बनाने के लिए एकत्र हो सकते हैं। उपयुक्त परिस्थितियों में, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड आगे एल्यूमीनियम ऑक्साइड (Al₂o₃) बनने के लिए निर्जलीकरण कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कंक्रीट के समान एक कठिन ठोस होता है। यह विशेषता परिणामी ठोस को महत्वपूर्ण दबाव और बाहरी बलों का सामना करने की अनुमति देती है।

क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करने का प्रभाव

यदि खारे पानी को एक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट (जैसे सोडियम हाइड्रॉक्साइड, NaOH, या पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड, KOH) के साथ बदल दिया जाता है, तो ऑपरेटिंग सिद्धांत और प्रतिक्रिया प्रक्रियाएं अलग -अलग होंगी। क्षारीय वातावरण में, एल्यूमीनियम और ऑक्सीजन के बीच प्रतिक्रिया प्राथमिक विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया बनी हुई है। हालांकि, क्षारीय वातावरण के कारण एल्यूमीनियम पर पास होने की परत को कम करने के लिए, इसकी विद्युत रासायनिक गतिविधि को बढ़ाया जाता है। एक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट में प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

इस मामले में, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड आयनों (ओएचओ) और ऑक्सीजन के साथ एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड आयनों का उत्पादन करने के लिए प्रतिक्रिया करता है।

हाइड्रोजन विकास घटना

मजबूत क्षारीय वातावरण में, एल्यूमीनियम हाइड्रोजन विकास जंग से गुजर सकता है, हाइड्रोजन गैस जारी कर सकता है। रासायनिक प्रतिक्रियाएं इस प्रकार हैं:

क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करने का प्रभाव

यदि खारे पानी को एक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट (जैसे सोडियम हाइड्रॉक्साइड, NaOH, या पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड, KOH) के साथ बदल दिया जाता है, तो ऑपरेटिंग सिद्धांत और प्रतिक्रिया प्रक्रियाएं अलग -अलग होंगी। क्षारीय वातावरण में, एल्यूमीनियम और ऑक्सीजन के बीच प्रतिक्रिया प्राथमिक विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया बनी हुई है। हालांकि, क्षारीय वातावरण के कारण एल्यूमीनियम पर पास होने की परत को कम करने के लिए, इसकी विद्युत रासायनिक गतिविधि को बढ़ाया जाता है। एक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट में प्रतिक्रियाओं को निम्नानुसार दर्शाया जा सकता है:

ये प्रतिक्रियाएं मजबूत क्षारीय वातावरण में हाइड्रोजन विकास प्रक्रिया को चित्रित करती हैं, जिससे बैटरी प्रदर्शन में कमी आ सकती है।

ठोस गठन और सख्त होना

क्षारीय वातावरण में, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड आयनों की एकाग्रता उनके लिए पर्याप्त रूप से उच्च हो सकती है और ठोस कणों को बनाने और बनाने के लिए। समय के साथ, ये कण बड़े क्रिस्टल में एकत्र हो सकते हैं। जमने के कारणों में शामिल हैं:

1। वर्षा और एकत्रीकरण:

उत्पन्न एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड इलेक्ट्रोलाइट में अवक्षेप करता है और धीरे -धीरे बड़े कण बनाता है।

2। निर्जलीकरण रूपांतरण:

कुछ शर्तों के तहत, एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड निर्जलीकरण कर सकता है और कठोर एल्यूमीनियम ऑक्साइड (Al₂o₃) में परिवर्तित हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप बहुत कठोर ठोस होता है।

3। पर्यावरणीय प्रभाव:

क्षारीय वातावरण परिणामस्वरूप ठोस सामग्री में सघन संरचनाओं को जन्म दे सकता है, इसकी कठोरता को बढ़ाता है।

सारांश

इस प्रकार, एक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट के साथ खारे पानी को बदलने के दौरान समान ऑपरेटिंग सिद्धांतों और प्रतिक्रिया प्रक्रियाओं में परिणाम होता है, एल्यूमीनियम धातु और हाइड्रोजन विकास जंग की गतिविधि पर क्षारीय वातावरण का प्रभाव अंतिम ठोस उत्पादों और उनकी विशेषताओं में अंतर पैदा कर सकता है। ये परिवर्तन प्रतिक्रिया दक्षता में सुधार कर सकते हैं लेकिन आत्म-संस्कृति के मुद्दों को भी पेश कर सकते हैं।

खारे पानी के लैंप के लिए उपयोग विचार

1। रासायनिक प्रतिक्रियाएं:

जब खारे पानी को जोड़ा जाता है, तो एल्यूमीनियम प्लेट एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड उत्पन्न करने के लिए हवा में ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया करती है। यह यौगिक समय के साथ जमा होता है और ठोस कण बनाता है जो अंततः बड़े जनता में समेट सकता है।

1। एल्यूमीनियम प्लेटों की खपत:

यदि बड़ी मात्रा में खारे पानी की मात्रा है, तो सभी एल्यूमीनियम प्लेटों का सेवन किया जाएगा; यदि कम खारे पानी है, तो मुख्य रूप से निचली प्लेटों का सेवन किया जाएगा। इससे प्लेटों के बीच असमान मोटाई होती है।

2। ठोस कणों का प्रभाव:

जैसा कि रासायनिक प्रतिक्रियाएं जारी हैं, आंतरिक एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के संचय और ठोस कणों के गठन से एल्यूमीनियम प्लेटों पर दबाव बढ़ेगा।

3। फ्लोबिलिटी चेक:

यह प्रतिदिन उत्पन्न एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड की प्रवाह क्षमता की जांच करने की सिफारिश की जाती है। यदि फ्लोबिलिटी काफी कम हो जाती है, तो इसे ताजे खारे पानी से बदलें; अन्यथा, कठोर कणों को साफ करना मुश्किल हो सकता है।

5। उपयोग के बाद का उपचार:

यदि तीन घंटे के भीतर उपयोग नहीं किया जाता है, तो तुरंत खाली और कुल्ला खारे पानी के दीपक का इंटीरियर, फिर इसे एक हवादार क्षेत्र में सूखा, जबकि इसे एक शांत, सूखी जगह में संग्रहीत करते हुए।

6। पास होने की घटना:

कई उपयोगों के बाद, अवशिष्ट खारे पानी को पूरी तरह से बाहर नहीं निकाला जा सकता है, जिससे एल्यूमीनियम प्लेटों की सतह पर पारित होने के लिए अग्रणी होता है। जब नए खारे पानी को जोड़ा जाता है, तो इसे डिस्चार्ज करने के लिए पहले दीपक को चालू करें; यह प्लेटों पर पास होने की परत को बाधित करेगा और सामान्य संचालन को बहाल करेगा।

7। दीर्घायु और पर्यावरण के अनुकूल विशेषताएं:

खारे पानी के लैंप में कम से कम 120 घंटे का सेवा जीवन होता है और इसे भंडारण के दौरान अतिरिक्त रखरखाव की आवश्यकता के बिना 20 साल तक संग्रहीत किया जा सकता है। एक नए प्रकार के पर्यावरण के अनुकूल उत्पाद के रूप में, वे आपातकालीन प्रकाश व्यवस्था, शिक्षण उपकरण, या विभिन्न सेटिंग्स जैसे घरों, होटलों, अग्निशमन परिदृश्यों, मछली पकड़ने की यात्राएं, लंबी पैदल यात्रा के रोमांच, कैंपिंग भ्रमण, आदि के रूप में उपयोग करने के लिए उपयुक्त हैं।