보기 : 0 저자 : 사이트 편집기 게시 시간 : 2025-04-28 원산지 : 대지
알루미늄-공기 발전기의 발전 원칙 및 실제 응용에 대한 기술 토론 및 지식 교환
수산화 칼륨 (KOH) 용액에서, 알루미늄-공기 배터리 반응은 양극의 알루미늄 산화 및 음극에서의 산소 감소를 포함하여, 수중 알루미늄-함유 생성물과 함께 수중 알루미늄-함유 생성물로서 칼륨 알루미 네이트 (칼로)를 생성하여 측면 생성물로서 수소 가스를 생성한다.
KOH 용액의 반응 원리
양극 (산화) 반응 :
알루미늄은 KOH 및 물과 반응하여 칼륨 알루미 네이트 (칼로) 및 수소 가스 (HAT)를 형성합니다. 균형 반응은 다음과 같습니다.
2AL+2KOH+6H₂O → 2kalo₂+3H₂ ↑+4H₂O
보다 정확하게는 다음과 같이 단순화됩니다.
2AL+2KOH+2H₂O → 2kalo₂+3H₂ ↑
이것은 산화 된 알루미늄을 알리미네이션으로 만들기 위해 산화 된 알루미늄을 보여주고, 수소 가스는 측면 생성물로 진화합니다.
음극 (환원) 반응 :
알칼리 전해질에서 공기의 산소가 감소합니다.
o₂+2h₂o+4e- → 4oh-
전반적인 반응 :
양극과 음극 반응을 결합하면 전체 세포 반응은 다음과 같이 쓸 수 있습니다.
4AL+4KOH+6H₂O+3O → 4KALO₂+3H₂O+6OH-
또는보다 일반적으로 단순화되어 칼륨 알루미 네이트 및 수소 가스의 형성을 보여줍니다.
2AL+2KOH+2H₂O → 2kalo₂+3H₂ ↑
주요 및 부작용
주요 반응 : 알칼리성 용액에서 알루미늄 산화를 통한 칼륨 알루미 네이트 (칼로)의 형성. 이것은 전기 생성을 담당하는 원하는 전기 화학 반응입니다.
측면 (기생) 반응 : 유용한 전기 에너지를 생성하지 않고 알루미늄과 전해질을 소비하는 알루미늄 부식으로부터의 수소 진화, 효율을 감소시킨다.
또한, 칼륨 알루미 네이트 (칼로)는 수산화 알루미늄으로 가수 분해하고 침전 될 수 있습니다.
칼로+2H₂o⇌koh+al (OH) ₃ ↓
여기서, 불용성 알루미늄 하이드 록 사이드 (Al (OH) ₃)은 전해질 전도도 및 배터리 성능에 영향을 줄 수있는 부산물로서 침전된다.
칼륨 이온의 역할 (k⁺)
칼륨 이온 (k)은 산화 환원 반응에 직접 참여하지 않고 전해질에서 전하 밸런싱 이온으로 작용하고 가용성 복합체로서 칼륨 알루미 네이트 (칼로)를 형성한다. 전해질 전도도 및 중립성을 유지하지만 산화 환원 공정에서는 소비되거나 생산되지 않습니다.
반응 방정식에서 칼륨 알루미 네이트와 요약
칼륨 알루미 네이트를 포함한 균형 잡힌 양극 반응 :
2AL+2KOH+6H₂O → 2kalo₂+3H₂ ↑+4H₂O
또는 단순화 :
2AL+2KOH+2H₂O → 2kalo₂+3H₂ ↑
이 방정식은 KOH 전해질에서 알루미늄 산화의 주요 생성물로서 칼륨 알루미 네이트 (칼로)를 명시 적으로 포함한다.
요약:
반응 유형 |
반응 방정식 |
반응 제품 |
발언 |
주요 반응 (알루미늄 산화) |
2AL+2KOH+2H₂O → 2kalo₂+3H₂ ↑ |
칼륨 알루미 네이트 (Kalo₂) 수소 (kalo) (h₂) |
Kalo₂는 주요 용해성 제품이며 H₂는 부산물입니다. |
산소 감소 |
o₂+2h₂o+4e- → 4oh- |
하이드 록실 이온 (OHAT) |
양성 전극 반응 |
칼륨 알루미 네이트 가수 분해 |
칼로+2H₂o⇌koh+al (OH) ₃ ↓ |
알루미늄 수산화물 침전 심 (Al (OH) ₃) |
배터리 성능에 영향을 미치는 부산물 |
이것은 수산화 칼륨 용액에서 작동하는 알루미늄-공기 배터리의 핵심 전기 화학 공정을 반영하며, 칼륨 알루미 네이트의 형성을 주요 생성물로, 수소 가스로 구성하고 전해질 이온으로 작용하지만 REDOX에 직접 관여하지 않는다.
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