Lampade in acqua salata a batteria in alluminio: principio di lavoro e precauzioni per l'uso

Principio operativo

Batteria in alluminio-aria Le lampade in acqua salata generano elettricità attraverso la reazione elettrochimica tra alluminio e ossigeno nell'acqua salata (l'elettrolita). Quando l'anodo in alluminio contatta il catodo aereo, subisce ossidazione, rilasciando elettroni e formando ioni in alluminio. Le reazioni chimiche coinvolte sono le seguenti:

In questa reazione, l'alluminio (AL) reagisce con ossigeno (O₂) e acqua (H₂O) per produrre idrossido di alluminio (Al (OH) ₃), che precipita come solido flocculento. Nel tempo, queste particelle solide possono aggregarsi per formare strutture cristalline più grandi. In condizioni adeguate, l'idrossido di alluminio può ulteriormente disidratarsi per diventare ossido di alluminio (al₂o₃), con conseguente solido duro simile al calcestruzzo. Questa caratteristica consente al solido risultante di resistere alla pressione significativa e alle forze esterne.

Impatto dell'uso di elettroliti alcalini

Se l'acqua salata viene sostituita con un elettrolita alcalino (come idrossido di sodio, NaOH o idrossido di potassio, KOH), i principi operativi e i processi di reazione differiranno. In ambienti alcalini, la reazione tra alluminio e ossigeno rimane la reazione elettrochimica primaria. Tuttavia, a causa dell'ambiente alcalino che riduce lo strato di passivazione in alluminio, la sua attività elettrochimica è migliorata. Le reazioni in un elettrolita alcalino possono essere rappresentate come segue:

In questo caso, l'alluminio reagisce con ioni idrossido (OH⁻) e ossigeno per produrre ioni idrossido di alluminio.

Fenomeno dell'evoluzione dell'idrogeno

In forti ambienti alcalini, l'alluminio può sottoporsi alla corrosione dell'evoluzione dell'idrogeno, rilasciando gas idrogeno. Le reazioni chimiche sono le seguenti:

Impatto dell'uso di elettroliti alcalini

Se l'acqua salata viene sostituita con un elettrolita alcalino (come idrossido di sodio, NaOH o idrossido di potassio, KOH), i principi operativi e i processi di reazione differiranno. In ambienti alcalini, la reazione tra alluminio e ossigeno rimane la reazione elettrochimica primaria. Tuttavia, a causa dell'ambiente alcalino che riduce lo strato di passivazione in alluminio, la sua attività elettrochimica è migliorata. Le reazioni in un elettrolita alcalino possono essere rappresentate come segue:

Queste reazioni illustrano il processo di evoluzione dell'idrogeno in forti ambienti alcalini, che possono portare a una riduzione delle prestazioni della batteria.

Formazione solida e indurimento

In ambienti alcalini, la concentrazione di ioni idrossido di alluminio può diventare abbastanza elevata per farli precipitare e formare particelle solide. Nel tempo, queste particelle possono aggregarsi in cristalli più grandi. Le cause di solidificazione includono:

1. PRECIPIONAZIONE E AGGREGAZIONE:

l'idrossido di alluminio generato precipita nell'elettrolita e forma gradualmente particelle più grandi.

2. Conversione della disidratazione:

in determinate condizioni, l'idrossido di alluminio può disidratare e convertire in ossido di alluminio più duro (Al₂o₃), con conseguente solido molto duro.

3. Impatto ambientale:

l'ambiente alcalino può portare a strutture più dense nel materiale solido risultante, migliorando la sua durezza.

Riepilogo

Pertanto, mentre la sostituzione dell'acqua salata con un elettrolita alcalino provoca simili principi operativi e processi di reazione, l'influenza dell'ambiente alcalino sull'attività della corrosione di metallo in alluminio e evoluzione dell'idrogeno può portare a differenze nei prodotti solidi finali e nelle loro caratteristiche. Questi cambiamenti possono migliorare l'efficienza di reazione ma anche introdurre problemi di autocorrosione.

Considerazioni sull'uso per le lampade ad acqua salata

1. Reazioni chimiche:

quando viene aggiunta l'acqua salata, la piastra di alluminio reagisce con ossigeno nell'aria per generare idrossido di alluminio. Questo composto si accumula nel tempo e forma particelle solide che possono eventualmente fondersi in masse più grandi.

1. Consumo di piastre di alluminio:

se c'è una grande quantità di acqua salata, verranno consumate tutte le piastre di alluminio; Se c'è meno acqua salata, principalmente le piastre inferiori verranno consumate. Questo porta a spessore irregolare tra le piastre.

2. Impatto delle particelle solide:

man mano che le reazioni chimiche continuano, l'accumulo di idrossido di alluminio interno e la formazione di particelle solide aumenteranno la pressione sulle piastre di alluminio.

3. Controllo del flusso:

si consiglia di verificare quotidianamente il flusso dell'idrossido di alluminio generato. Se la flusso diminuisce in modo significativo, sostituirlo con acqua salata fresca; Altrimenti, le particelle indurite possono diventare difficili da pulire.

5. Trattamento post-uso:

se non usato entro tre ore, immediatamente svuota e risciacqua il L'interno della lampada in acqua salata , quindi asciugarlo in un'area ventilata mentre lo conserva in un luogo fresco e asciutto.

6. Fenomeno di passivazione:

dopo molteplici usi, l'acqua salata residua potrebbe non essere completamente sciacquata, portando alla passione sulla superficie delle piastre di alluminio. Quando viene aggiunta una nuova acqua salata, accendi prima la lampada per scaricarla; Ciò interromperà lo strato di passivazione sulle piastre e ripristinerà il normale funzionamento.

7. Longevità e caratteristiche ecologiche:

Le lampade in acqua salata hanno una durata di almeno 120 ore e possono essere conservate per un massimo di 20 anni senza richiedere una manutenzione aggiuntiva durante lo stoccaggio. Come nuovo tipo di prodotto ecologico, sono adatti per l'uso come illuminazione di emergenza, strumenti di insegnamento o caricamento di dispositivi elettronici in vari contesti come case, hotel, scenari antincendio, gite di pesca, avventure escursionistiche, escursioni in campeggio, ecc. Gli ordini sono i benvenuti!