Lampu air asin baterai aluminium-udara: prinsip kerja dan tindakan pencegahan untuk digunakan

Prinsip Operasi

Baterai Aluminium-Air Lampu air asin menghasilkan listrik melalui reaksi elektrokimia antara aluminium dan oksigen dalam air asin (elektrolit). Ketika anoda aluminium menghubungi katoda udara, ia mengalami oksidasi, melepaskan elektron dan membentuk ion aluminium. Reaksi kimia yang terlibat adalah sebagai berikut:

Dalam reaksi ini, aluminium (Al) bereaksi dengan oksigen (O₂) dan air (H₂O) untuk menghasilkan aluminium hidroksida (Al (OH) ₃), yang mengendap sebagai padatan flokulen. Seiring waktu, partikel -partikel padat ini dapat dikumpulkan untuk membentuk struktur kristal yang lebih besar. Dalam kondisi yang sesuai, aluminium hidroksida selanjutnya dapat mengalami dehidrasi menjadi aluminium oksida (al₂o₃), menghasilkan padatan keras yang mirip dengan beton. Karakteristik ini memungkinkan padatan yang dihasilkan untuk menahan tekanan yang signifikan dan kekuatan eksternal.

Dampak menggunakan elektrolit alkali

Jika air asin diganti dengan elektrolit alkali (seperti natrium hidroksida, NaOH, atau kalium hidroksida, KOH), prinsip operasi dan proses reaksi akan berbeda. Dalam lingkungan alkali, reaksi antara aluminium dan oksigen tetap menjadi reaksi elektrokimia primer. Namun, karena lingkungan basa mengurangi lapisan pasif pada aluminium, aktivitas elektrokimia ditingkatkan. Reaksi dalam elektrolit basa dapat direpresentasikan sebagai berikut:

Dalam hal ini, aluminium bereaksi dengan ion hidroksida (OH⁻) dan oksigen untuk menghasilkan ion aluminium hidroksida.

Fenomena Evolusi Hidrogen

Dalam lingkungan alkali yang kuat, aluminium dapat mengalami korosi evolusi hidrogen, melepaskan gas hidrogen. Reaksi kimianya adalah sebagai berikut:

Dampak menggunakan elektrolit alkali

Jika air asin diganti dengan elektrolit alkali (seperti natrium hidroksida, NaOH, atau kalium hidroksida, KOH), prinsip operasi dan proses reaksi akan berbeda. Dalam lingkungan alkali, reaksi antara aluminium dan oksigen tetap menjadi reaksi elektrokimia primer. Namun, karena lingkungan basa mengurangi lapisan pasif pada aluminium, aktivitas elektrokimia ditingkatkan. Reaksi dalam elektrolit basa dapat direpresentasikan sebagai berikut:

Reaksi ini menggambarkan proses evolusi hidrogen di lingkungan alkali yang kuat, yang dapat menyebabkan penurunan kinerja baterai.

Formasi dan pengerasan yang solid

Dalam lingkungan alkali, konsentrasi ion aluminium hidroksida dapat menjadi cukup tinggi bagi mereka untuk mengendapkan dan membentuk partikel padat. Seiring waktu, partikel -partikel ini dapat dikumpulkan menjadi kristal yang lebih besar. Penyebab pemadatan meliputi:

1. Curah hujan dan agregasi:

Aluminium hidroksida yang dihasilkan mengendap dalam elektrolit dan secara bertahap membentuk partikel yang lebih besar.

2. Konversi Dehidrasi:

Dalam kondisi tertentu, aluminium hidroksida dapat mengalami dehidrasi dan dikonversi menjadi aluminium oksida yang lebih keras (Al₂o₃), menghasilkan padatan yang sangat keras.

3. Dampak Lingkungan:

Lingkungan alkali dapat menyebabkan struktur yang lebih padat dalam bahan padat yang dihasilkan, meningkatkan kekerasannya.

Ringkasan

Dengan demikian, sementara mengganti air asin dengan elektrolit alkali menghasilkan prinsip operasi yang sama dan proses reaksi, pengaruh lingkungan alkali pada aktivitas logam aluminium dan korosi evolusi hidrogen dapat menyebabkan perbedaan dalam produk padat akhir dan karakteristiknya. Perubahan ini dapat meningkatkan efisiensi reaksi tetapi juga memperkenalkan masalah korosi diri.

Pertimbangan Penggunaan untuk Lampu Air Asin

1. Reaksi Kimia:

Ketika air asin ditambahkan, pelat aluminium bereaksi dengan oksigen di udara untuk menghasilkan aluminium hidroksida. Senyawa ini menumpuk dari waktu ke waktu dan membentuk partikel padat yang pada akhirnya dapat menyatu menjadi massa yang lebih besar.

1. Konsumsi pelat aluminium:

Jika ada sejumlah besar air asin, semua pelat aluminium akan dikonsumsi; Jika ada lebih sedikit air asin, terutama pelat yang lebih rendah akan dikonsumsi. Ini menyebabkan ketebalan yang tidak rata di antara piring.

2. Dampak partikel padat:

Ketika reaksi kimia berlanjut, akumulasi aluminium hidroksida internal dan pembentukan partikel padat akan meningkatkan tekanan pada pelat aluminium.

3. Pemeriksaan Flowability:

Disarankan untuk memeriksa aliran kemampuan aluminium hidroksida yang dihasilkan setiap hari. Jika flowability menurun secara signifikan, ganti dengan air asin segar; Kalau tidak, partikel yang keras mungkin menjadi sulit dibersihkan.

5. Perawatan pasca penggunaan:

Jika tidak digunakan dalam waktu tiga jam, segera kosong dan bilas Interior Lampu Air Asin , lalu keringkan di area berventilasi sambil menyimpannya di tempat yang sejuk dan kering.

6. Fenomena pasif:

Setelah penggunaan ganda, air asin residual mungkin tidak sepenuhnya dibilas, yang mengarah ke pasif pada permukaan pelat aluminium. Ketika air asin baru ditambahkan, nyalakan lampu terlebih dahulu untuk melepaskannya; Ini akan mengganggu lapisan pasif pada piring dan mengembalikan operasi normal.

7. Fitur umur panjang dan ramah lingkungan:

Lampu air asin memiliki masa pakai setidaknya 120 jam dan dapat disimpan hingga 20 tahun tanpa memerlukan perawatan tambahan selama penyimpanan. Sebagai jenis baru produk yang ramah lingkungan, mereka cocok untuk digunakan sebagai pencahayaan darurat, alat pengajaran, atau pengisian perangkat elektronik di berbagai pengaturan seperti rumah, hotel, skenario pemadam kebakaran, perjalanan memancing, petualangan hiking, kunjungan berkemah, dll. Pesanan dipersilakan!