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9। पीढ़ी तंत्र एल्यूमीनियम-एयर जनरेटर पावर लैंप क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट समाधान द्वारा संचालित और घुलनशील पोटेशियम aluminate '(एल्यूमीनियम प्लेट + इलेक्ट्रोलाइट पाउडर + पानी = जनरेटर) के इसकी विशेषता उत्पादन।
यदि खारे पानी को एक क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट के साथ बदल दिया जाता है, तो एल्यूमीनियम-एयर बैटरी की बिजली उत्पादन सिद्धांत और प्रतिक्रिया प्रक्रिया अलग-अलग होगी। नीचे एक विस्तृत विश्लेषण है:
एल्यूमीनियम-एयर बैटरी एल्यूमीनियम का उपयोग करके एल्यूमीनियम का उपयोग करके एनोड और ऑक्सीजन के रूप में हवा से एक पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट समाधान में एक रेडॉक्स प्रतिक्रिया के माध्यम से कैथोड के रूप में उपयोग करती है।
विस्तृत प्रतिक्रिया प्रक्रिया:
1। एनोड (एल्यूमीनियम इलेक्ट्रोड): एल्यूमीनियम एक क्षारीय वातावरण में एक ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया से गुजरता है, इलेक्ट्रॉनों को खो देता है और एल्यूमिनेट आयनों का गठन करता है। पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड की उपस्थिति के कारण, उत्पन्न एल्यूमिनेट मुख्य रूप से समाधान में टेट्राहाइड्रॉक्सोअलुमिनेट आयनों [अल (ओएच) ₄] ⁻ के रूप में मौजूद है।
Al + 4OH⁻ → [AL (OH) ⁻] ⁻ + 3e−
2। कैथोड (वायु इलेक्ट्रोड): हवा से ऑक्सीजन कैथोड की सतह पर कम हो जाता है, हाइड्रॉक्साइड आयनों (OH⁻) बनाने के लिए पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है। इस प्रक्रिया को आमतौर पर सक्रियण ऊर्जा को कम करने के लिए एक उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है, जैसे कि सक्रिय कार्बन या अन्य गैर-प्रासंगिक धातु उत्प्रेरक।
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻
3। इलेक्ट्रोलाइट (KOH समाधान): पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड समाधान हाइड्रॉक्साइड आयनों की एक उच्च एकाग्रता प्रदान करता है, एल्यूमीनियम के ऑक्सीकरण को बढ़ावा देता है और ऑक्सीजन की कमी को बढ़ाता है। इसके साथ ही, यह एक आयनिक कंडक्टर के रूप में कार्य करता है, बैटरी के भीतर चार्ज बैलेंस बनाए रखता है।
4। समग्र प्रतिक्रिया: एनोड और कैथोड प्रतिक्रियाओं का संयोजन समग्र प्रतिक्रिया समीकरण देता है। परमाणुओं के आरोपों और संख्या को संतुलित करने के लिए, यह आमतौर पर 4 एल्यूमीनियम परमाणुओं पर आधारित होता है:
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
या आयनिक रूप में लिखा गया:
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [AL (OH) ⁻] ⁻
5। प्रतिक्रिया उत्पाद: प्रतिक्रिया का मुख्य उत्पाद पोटेशियम टेट्राहाइड्रॉक्सोएलुमिनेट (के [अल (ओएच))]) है, जो कोह समाधान में घुल जाता है। कुछ मामलों में, यदि समाधान ओवरसैटेट किया जाता है, तो एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड (AL (OH) ₃) अवक्षेप बन सकता है।
अतिरिक्त
टिप्पणी:
पास होने वाली फिल्म: गैर-क्षारीय या कमजोर रूप से क्षारीय वातावरण में, एक ऑक्साइड फिल्म आसानी से एल्यूमीनियम सतह पर बनती है, प्रतिक्रिया को बाधित करती है। हालांकि, उच्च-सांद्रता KOH समाधानों में, यह ऑक्साइड फिल्म भंग हो जाती है, यह सुनिश्चित करते हुए कि एल्यूमीनियम ऑक्सीकरण करना जारी रख सकता है।
हाइड्रोजन इवोल्यूशन रिएक्शन (HER): क्षारीय परिस्थितियों में, एल्यूमीनियम एक हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया से भी गुजर सकता है, जो एक साइड रिएक्शन है जो बैटरी की दक्षता को कम करता है।
2AL + 6H₂O + 2OH⁻ → 2 [AL (OH) ⁻] ⁻ + 3H₂
हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया को दबाने के लिए, कुछ मिश्र धातु तत्व या अवरोधक आमतौर पर जोड़े जाते हैं।
व्यावहारिक अनुप्रयोग: एल्यूमीनियम-एयर बैटरी में बहुत अधिक सैद्धांतिक ऊर्जा घनत्व होता है, लेकिन व्यावहारिक अनुप्रयोग विभिन्न कारकों से प्रभावित होते हैं, जैसे कि इलेक्ट्रोलाइट, तापमान और वर्तमान घनत्व की एकाग्रता।
सारांश ：
बैटरी एल्यूमीनियम के ऑक्सीकरण और ऑक्सीजन की कमी के माध्यम से विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करती है, अंतिम उत्पाद मुख्य रूप से पोटेशियम टेट्राहाइड्रॉक्सोएलेमिनेट
के [अल (ओएच) ₄] को इलेक्ट्रोलाइट में भंग कर दिया जाता है।
इलेक्ट्रोलाइट पाउडर पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड KOH) समाधान में, प्रतिक्रिया सिद्धांत इस प्रकार है:
| कदम |
समीकरण |
स्पष्टीकरण |
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| एनोड (मुख्य) |
Al + 4OH⁻ → [AL (OH) ₄] ⁻ + 3e⁻ |
एल्यूमीनियम ऑक्सीकरण |
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| कैथोड (मुख्य) |
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻ |
ऑक्सीजन में कमी |
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| AL3⁺PRECIPITATION |
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [AL (OH) ⁻] ⁻ |
AL3⁺PRECIPITATION |
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| समग्र प्रतिक्रिया |
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
या
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4KALO₂ ⋅xH2O
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मुख्य प्रतिक्रिया के अंतिम उत्पाद पानी में घुलनशील 4K [अल (OH) ₄] या Kalo₂ हैं |
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| एनोड पक्ष प्रतिक्रिया |
2AL + 6H₂O → 2AL (OH) ↓ ↓ + 3H₂ ↑ |
जल -विकास |
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2 घंटे से अधिक के लिए उपयोग को रोकना
यदि आप 2 घंटे से अधिक समय तक दीपक का उपयोग नहीं करेंगे, तो इलेक्ट्रोलाइट या खारे पानी को पूरी तरह से इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया को रोकने के लिए डालें, यह अनावश्यक शक्ति हानि को रोकने में मदद करता है।
प्रवाह के लिए दैनिक जांच
लैंप के अंदर एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड की निगरानी करें, एलएफ ठोस कण सुचारू रूप से बहना बंद कर दें, पुराने समाधान को बाहर निकालें और इसे ताजा इलेक्ट्रोलाइट या खारे पानी के साथ बदल दें, एलएफ बहुत लंबे समय तक छोड़ दिया जाता है, कण कठोर हो सकते हैं, जिससे सफाई मुश्किल हो जाती है।
दीर्घावधि संग्रहण
दीपक को संग्रहीत करने से पहले, इलेक्ट्रोलाइट समाधान या खारे पानी को खाली करें, बैटरी डिब्बे और इलेक्ट्रोड प्लेटों को साफ करें, और उन्हें सूखा रखें। यह नुकसान को रोकता है और भविष्य के उपयोग के लिए आपके दीपक को अच्छी स्थिति में रखता है।
⚠ चेतावनी:
नियमित रूप से इ तरलता की जाँच करें ⚠
का उपयोग
8 घंटे से अधिक के लिए एल्यूमीनियम-एयर जनरेटर : यदि आपको 8 घंटे से अधिक समय तक लगातार जनरेटर का उपयोग करने की आवश्यकता है, तो दो विकल्प हैं। सबसे पहले, जैसा कि आप 8-घंटे के निशान से संपर्क करते हैं, यह सुनिश्चित करने के लिए कक्षों में तरल स्तर की जांच करें कि यह अभी भी पूरी तरह से इलेक्ट्रोड प्लेटों को डूबता है। यदि जल स्तर गिर गया है, तो आवश्यकतानुसार थोड़ी मात्रा में पानी डालें। यदि पानी उपलब्ध नहीं है और आपको जनरेटर का उपयोग करने की आवश्यकता है, तो गर्मी को फैलाने में मदद करने के लिए शीर्ष थ्रेडेड कैप खोलें। यह ओवरहीटिंग को रोक देगा और स्थिर प्रदर्शन सुनिश्चित करेगा।
नियमित रूप से खारे पानी की तरलता की जाँच करें ⚠
कनेक्टेड डिवाइस की बिजली की खपत के आधार पर, खारे पानी की तरलता को हर 4-6 घंटे में जांचा जाना चाहिए।
❌ यदि तरल मोटा या कम तरल हो जाता है, तो यह प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है।
✅ इष्टतम संचालन सुनिश्चित करने के लिए, यदि आवश्यक हो तो तुरंत ताजा खारे पानी के साथ इसे साफ करें और बदलें।
भाग 3 को जारी रखने के लिए
