A
Ha a sós vizet egy lúgos elektrolitra cserélik, akkor az alumínium-levegő akkumulátor energiatermelése és reakciófolyamata különbözik. Az alábbiakban egy részletes elemzés:
Az alumínium-levegő akkumulátor villamos energiát generál, ha alumíniumként anódként és oxigénként oxigént használ a katódként kálium-hidroxid (KOH) lúgos elektrolit-oldatban redox reakción keresztül.
Részletes reakciófolyamat:
1. anód (alumínium elektród): Az alumínium oxidációs reakción megy keresztül lúgos környezetben, elveszíti az elektronokat és aluminát -ionokat képez. A kálium -hidroxid jelenléte miatt a generált aluminát elsősorban tetrahidroxoaluminát -ionok [AL (OH) ₄] ⁻ formájában létezik az oldatban.
Al + 4OH⁻ → [AL (OH) ₄] ⁻ + 3E−
2. katód (légelektród): A levegőből származó oxigén a katód felületén redukálódik, és vízzel reagál, hogy hidroxid -ionokat képezzen (OH⁻). Ehhez a folyamatnak általában katalizátorra van szükség az aktivációs energia, például az aktivált szén vagy más nem-addig fémkatalizátorok csökkentésére.
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻
3. Elektrolit (KOH oldat): A kálium -hidroxid -oldat magas a hidroxid -ionok koncentrációjával, elősegítve az alumínium oxidációját és az oxigén csökkentését. Ezzel egyidejűleg ionvezetőként működik, fenntartva az akkumulátoron belüli töltési egyenleget.
4. Általános reakció: Az anód és a katód reakciók kombinálása adja meg az általános reakció egyenletet. Az atomok töltése és számának kiegyensúlyozása érdekében ez általában 4 alumínium atomon alapul:
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
Vagy ionos formában írva:
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [Al (OH) ₄] ⁻
5. reakciótermékek: A reakció fő terméke a kálium -tetrahidroxoaluminát (K [Al (OH) ₄]), amely feloldódik a KOH oldatban. Bizonyos esetekben, ha az oldat túltelített, az alumínium -hidroxid (AL (OH) ₃) csapadék képződik.
DDITIONAL
MEGJEGYZÉSEK:
Passzivációs film: Nem lúgos vagy gyengén lúgos környezetben az oxidfilm könnyen képződik az alumínium felületén, akadályozva a reakciót. A nagy koncentrációjú KOH oldatokban azonban ez az oxidfilm feloldódik, biztosítva, hogy az alumínium továbbra is oxidálódjon.
Hidrogén evolúciós reakció (HER): Alkalin körülmények között az alumínium hidrogén evolúciós reakción is áteshet, amely egy oldalú reakció, amely csökkenti az akkumulátor hatékonyságát.
2AL + 6H₂O + 2OH⁻ → 2 [AL (OH) ₄] ⁻ + 3H₂
A hidrogén evolúciós reakció elnyomására általában néhány ötvöző elemet vagy inhibitort adunk hozzá.
Gyakorlati alkalmazások: Az alumínium-levegő akkumulátorok nagyon magas elméleti energia sűrűséggel bírnak, de a gyakorlati alkalmazásokat különféle tényezők befolyásolják, például az elektrolit koncentrációját, a hőmérsékletet és az áram sűrűségét.
Összegzés :
Az akkumulátor elektromos energiát generál az alumínium oxidációja és az oxigén redukciója révén, a végtermék elsősorban a kálium -tetrahidroxoaluminate
K [AL (OH) ₄] oldódik az elektrolitban.
Az elektrolit por kálium -hidroxid -oldatban a reakció elve a következő:
Lépés |
Egyenlet |
Magyarázat |
|
Anód (fő) |
Al + 4OH⁻ → [AL (OH) ₄] ⁻ + 3E⁻ |
Alumínium oxidáció |
|
Katód (fő) |
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻ |
Oxigéncsökkentés |
|
Al3⁺Precipititáció |
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [Al (OH) ₄] ⁻ |
Al3⁺Precipititáció |
|
Általános reakció |
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
vagy
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4KALO₂ ⋅XH2O
|
A fő reakció végtermékei a vízben oldódó 4K [AL (OH) ₄] vagy a KALO₂. |
|
Anód oldalsó reakció |
2AL + 6H₂O → 2AL (OH) ₃ ↓ + 3H₂ ↑ |
Hidrogén evolúció |
|
10. Tárolás, tisztítás és víz verziója és karbantartása
A használat megállítása több mint 2 órán keresztül
Ha 2 óránál nem használja a lámpát, öntse ki az elektrolitot vagy a sós vizet az elektrokémiai reakció teljes leállításához, ez segít megelőzni a felesleges energiavesztést.
Napi ellenőrzés a folyó állapotban
Figyelje az alumínium -hidroxidot a lámpa belsejében, lf A szilárd részecsk� =
Hosszú távú tárolás
A lámpa tárolása előtt ürítse ki az elektrolit -oldatot vagy a sós vizet, tisztítsa meg az akkumulátor rekeszét és az elektródlemezeket, és tartsa szárazon. Ez megakadályozza a sérüléseket, és a lámpát jó állapotban tartja a jövőbeni használathoz.
⚠ Figyelem:
Ellenőrizze az elektrolit folyékonyságát rendszeresen ⚠
A
Alumínium-levegő generátor több mint 8 órán keresztül: Ha a generátort folyamatosan kell használni 8 óránál, akkor két lehetőség van. Először, amikor megközelíti a 8 órás jelet, ellenőrizze a kamrák folyadékszintjét, hogy megbizonyosodjon arról, hogy még mindig teljesen elmerül az elektródlemezek. Ha a vízszint leesett, adjon hozzá egy kis mennyiségű vizet, ha szükséges. Ha nem áll rendelkezésre víz, és továbbra is használnia kell a generátort, nyissa ki a felső menetes sapkát, hogy elősegítse a hő eloszlatását. Ez megakadályozza a túlmelegedést és biztosítja a stabil teljesítményt.
Ellenőrizze a sósvíz folyékonyságát rendszeresen ⚠
A sós víz folyékonyságát 4-6 óránként ellenőrizni kell, a csatlakoztatott eszköz energiatartamától függően.
❌ Ha a folyadék vastag vagy kevésbé folyékony lesz, akkor ez befolyásolhatja a teljesítményt.
✅ Az optimális működtetés biztosítása érdekében tisztítsa meg és szükség esetén azonnal cserélje ki a friss sós vízzel.
Folytatni a 3. részt