दृश्य: 0 लेखक: साइट संपादक प्रकाशित समय: 2025-04-28 मूल: साइट
बिजली उत्पादन सिद्धांतों और एल्यूमीनियम-एयर जनरेटर के व्यावहारिक अनुप्रयोगों पर तकनीकी चर्चा और ज्ञान विनिमय
पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड (KOH) समाधान में, एल्यूमीनियम-एयर बैटरी प्रतिक्रियाओं में कैथोड में एनोड और ऑक्सीजन की कमी पर एल्यूमीनियम ऑक्सीकरण शामिल होता है, जो मुख्य घुलनशील एल्यूमीनियम-युक्त उत्पाद के रूप में पोटेशियम एल्यूमिनेट (kalo₂) का उत्पादन करता है, साथ ही हाइड्रोजन गैस के साथ एक साइड उत्पाद के रूप में।
KOH समाधान में प्रतिक्रिया सिद्धांत
एनोड (ऑक्सीकरण) प्रतिक्रिया:
एल्यूमीनियम कोह और पानी के साथ पोटेशियम एल्यूमिनेट (कालो) और हाइड्रोजन गैस (एच।) बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है। संतुलित प्रतिक्रिया है:
2AL+2KOH+6H₂O → 2KALO₂+3H₂ ↑+4H₂O
अधिक सटीक रूप से, सरलीकृत के रूप में:
2AL+2KOH+2H₂O → 2KALO₂+3H₂ ↑
यह पोटेशियम एल्यूमिनेट बनाने के लिए एल्यूमीनियम ऑक्सीकरण दिखाता है, जबकि हाइड्रोजन गैस एक साइड उत्पाद के रूप में विकसित होती है।
कैथोड (कमी) प्रतिक्रिया:
हवा से ऑक्सीजन क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट में कम हो जाता है:
O₂+2H₂O+4E− → 4OH−
कुल मिलाकर प्रतिक्रिया:
एनोड और कैथोड प्रतिक्रियाओं का संयोजन, समग्र सेल प्रतिक्रिया के रूप में लिखा जा सकता है:
4AL+4KOH+6H₂O+3O₂ → 4KALO₂+3H₂O+6OH−
या अधिक सामान्यतः पोटेशियम एलुमिनेट और हाइड्रोजन गैस के गठन को दिखाने के लिए सरल किया गया:
2AL+2KOH+2H₂O → 2KALO₂+3H₂ ↑
मुख्य और पक्ष प्रतिक्रियाएँ
मुख्य प्रतिक्रिया: क्षारीय घोल में एल्यूमीनियम ऑक्सीकरण के माध्यम से पोटेशियम एल्यूमिनेट (कलो) का गठन। यह बिजली उत्पादन के लिए जिम्मेदार वांछित विद्युत रासायनिक प्रतिक्रिया है।
साइड (परजीवी) प्रतिक्रिया: एल्यूमीनियम संक्षारण से हाइड्रोजन विकास, जो उपयोगी विद्युत ऊर्जा का उत्पादन किए बिना एल्यूमीनियम और इलेक्ट्रोलाइट का उपभोग करता है, दक्षता को कम करता है।
इसके अतिरिक्त, पोटेशियम एल्यूमिनेट (Kalo₂) एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड के रूप में हाइड्रोलाइज़ और अवक्षेप कर सकता है:
Kalo₂+2h₂o⇌koh+al (OH) ↓ ↓
यहां, अघुलनशील एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड (AL (OH) ₃) एक बायप्रोडक्ट के रूप में अवक्षेपित करता है, जो इलेक्ट्रोलाइट चालकता और बैटरी प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है।
पोटेशियम आयन (K⁺) की भूमिका
पोटेशियम आयन (K⁺) सीधे रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं में भाग नहीं लेते हैं, लेकिन इलेक्ट्रोलाइट में चार्ज-बैलेंसिंग आयनों के रूप में काम करते हैं और एक घुलनशील परिसर के रूप में पोटेशियम एल्यूमिनेट (कालो) बनाते हैं। वे इलेक्ट्रोलाइट चालकता और तटस्थता बनाए रखते हैं, लेकिन रेडॉक्स प्रक्रिया में खपत या उत्पादन नहीं किया जाता है।
प्रतिक्रिया समीकरण में पोटेशियम के साथ सारांश
पोटेशियम एलुमिनेट सहित संतुलित एनोड प्रतिक्रिया:
2AL+2KOH+6H₂O → 2KALO₂+3H₂ ↑+4H₂O
या सरलीकृत:
2AL+2KOH+2H₂O → 2KALO₂+3H₂ ↑
इस समीकरण में स्पष्ट रूप से कोह इलेक्ट्रोलाइट में एल्यूमीनियम ऑक्सीकरण के मुख्य उत्पाद के रूप में पोटेशियम एल्यूमिनेट (कलो) शामिल हैं।
सारांश:
प्रतिक्रिया प्रकार | प्रतिक्रिया समीकरण | प्रतिक्रिया उत्पाद | टिप्पणी |
मुख्य प्रतिक्रिया (एल्यूमीनियम ऑक्सीकरण) | 2AL+2KOH+2H₂O → 2KALO₂+3H₂ ↑ | पोटेशियम aluminate (kalo₂ (हाइड्रोजन) H₂) | Kalo, मुख्य घुलनशील उत्पाद है, H, एक उपोत्पाद है |
ऑक्सीजन में कमी | O₂+2H₂O+4E− → 4OH− | हाइड्रॉक्सिल आयन) OH⁻) | सकारात्मक इलेक्ट्रोड प्रतिक्रिया |
पोटेशियम हाइड्रोलिसिस | Kalo₂+2h₂o⇌koh+al (OH) ↓ ↓ | एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड वर्षा (AL (OH)))) | बायप्रोडक्ट, बैटरी प्रदर्शन को प्रभावित करना |
यह पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड समाधान में काम करने वाले एल्यूमीनियम-एयर बैटरी में कोर इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रिया को दर्शाता है, जो मुख्य उत्पाद और हाइड्रोजन गैस के रूप में पोटेशियम एल्यूमिनेट के गठन को उजागर करता है, साइड उत्पाद के रूप में, पोटेशियम आयनों के साथ इलेक्ट्रोलाइट वाहक के रूप में कार्य करता है, लेकिन सीधे रिडॉक्स में शामिल नहीं है।
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