Aluminum-air Battery ໂຄມໄຟນ້ໍາເຄັມ: ຫຼັກການເຮັດວຽກແລະຂໍ້ຄວນລະວັງໃນການນໍາໃຊ້

ຫຼັກການປະຕິບັດງານ

ຫມໍ້ໄຟອາລູມິນຽມອາກາດ ໂຄມໄຟນ້ໍາເຄັມ ຜະລິດໄຟຟ້າໂດຍຜ່ານປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີລະຫວ່າງອາລູມິນຽມແລະອົກຊີເຈນໃນນ້ໍາເຄັມ ( electrolyte). ເມື່ອ anode ອາລູມິນຽມຕິດຕໍ່ກັບ cathode ອາກາດ, ມັນຜ່ານການຜຸພັງ, ປ່ອຍອິເລັກຕອນແລະປະກອບເປັນອາລູມິນຽມ ions. ປະຕິກິລິຍາເຄມີທີ່ກ່ຽວຂ້ອງມີດັ່ງນີ້:

ໃນປະຕິກິລິຍານີ້, ອາລູມິນຽມ (Al) ປະຕິກິລິຍາກັບອົກຊີເຈນ (O₂) ແລະນ້ໍາ (H₂O) ເພື່ອຜະລິດອາລູມິນຽມ hydroxide (Al(OH)₃), ເຊິ່ງ precipitates ເປັນແຂງ flocculent. ເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ, ອະນຸພາກແຂງເຫຼົ່ານີ້ອາດຈະລວມຕົວກັນເປັນໂຄງສ້າງກ້ອນໃຫຍ່ກວ່າ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ເຫມາະສົມ, ອາລູມິນຽມ hydroxide ສາມາດ dehydrate ກາຍເປັນອາລູມິນຽມອອກໄຊ (Al₂O₃), ສົ່ງຜົນໃຫ້ແຂງແຂງຄ້າຍຄືກັນກັບຄອນກີດ. ລັກສະນະນີ້ອະນຸຍາດໃຫ້ຜົນຂອງແຂງສາມາດທົນທານຕໍ່ຄວາມກົດດັນທີ່ສໍາຄັນແລະກໍາລັງພາຍນອກ.

ຜົນກະທົບຂອງການໃຊ້ electrolytes ທີ່ເປັນດ່າງ

ຖ້ານ້ໍາເຄັມຖືກທົດແທນດ້ວຍ electrolyte ເປັນດ່າງ (ເຊັ່ນ: sodium hydroxide, NaOH, ຫຼື potassium hydroxide, KOH), ຫຼັກການການດໍາເນີນງານແລະຂະບວນການຕິກິຣິຍາຈະແຕກຕ່າງກັນ. ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນດ່າງ, ປະຕິກິລິຍາລະຫວ່າງອາລູມິນຽມແລະອົກຊີເຈນຍັງຄົງເປັນຕິກິຣິຍາ electrochemical ຕົ້ນຕໍ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເນື່ອງຈາກສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນດ່າງຫຼຸດລົງຊັ້ນ passivation ໃນອາລູມິນຽມ, ກິດຈະກໍາ electrochemical ຂອງມັນຖືກປັບປຸງ. ປະຕິກິລິຍາໃນ electrolyte ເປັນດ່າງສາມາດສະແດງໄດ້ດັ່ງນີ້:

ໃນກໍລະນີນີ້, ອາລູມິນຽມ reacts ກັບ hydroxide ions (OH⁻) ແລະອົກຊີເຈນທີ່ຈະຜະລິດອາລູມິນຽມ hydroxide ions.

ປະກົດການວິວັດທະນາການ Hydrogen

ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນດ່າງທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ອາລູມິນຽມສາມາດຜ່ານການ corrosion evolution hydrogen, ປ່ອຍອາຍແກັສ hydrogen. ປະຕິກິລິຍາເຄມີມີດັ່ງນີ້:

ຜົນກະທົບຂອງການໃຊ້ electrolytes ທີ່ເປັນດ່າງ

ຖ້ານ້ໍາເຄັມຖືກທົດແທນດ້ວຍ electrolyte ເປັນດ່າງ (ເຊັ່ນ: sodium hydroxide, NaOH, ຫຼື potassium hydroxide, KOH), ຫຼັກການການດໍາເນີນງານແລະຂະບວນການຕິກິຣິຍາຈະແຕກຕ່າງກັນ. ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນດ່າງ, ປະຕິກິລິຍາລະຫວ່າງອາລູມິນຽມແລະອົກຊີເຈນຍັງຄົງເປັນຕິກິຣິຍາ electrochemical ຕົ້ນຕໍ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ເນື່ອງຈາກສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນດ່າງຫຼຸດລົງຊັ້ນ passivation ໃນອາລູມິນຽມ, ກິດຈະກໍາ electrochemical ຂອງມັນຖືກປັບປຸງ. ປະຕິກິລິຍາໃນ electrolyte ເປັນດ່າງສາມາດສະແດງໄດ້ດັ່ງນີ້:

ປະຕິກິລິຍາເຫຼົ່ານີ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຂະບວນການວິວັດທະນາການຂອງໄຮໂດເຈນໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນດ່າງທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ເຊິ່ງສາມາດນໍາໄປສູ່ການຫຼຸດລົງປະສິດທິພາບຂອງຫມໍ້ໄຟ.

ການສ້າງແຂງແລະການແຂງ

ໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນດ່າງ, ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງອາລູມິນຽມ hydroxide ions ສາມາດກາຍເປັນສູງພຽງພໍສໍາລັບພວກມັນທີ່ຈະ precipitate ແລະປະກອບເປັນອະນຸພາກແຂງ. ເມື່ອເວລາຜ່ານໄປ, ອະນຸພາກເຫຼົ່ານີ້ອາດຈະລວບລວມເປັນໄປເຊຍກັນຂະຫນາດໃຫຍ່. ສາເຫດຂອງການແຂງຕົວປະກອບມີ:

1. ຝົນ ແລະ ການລວມຕົວ:

ອາລູມິນຽມ hydroxide ທີ່ຜະລິດໄດ້ precipitates ໃນ electrolyte ແລະຄ່ອຍໆປະກອບເປັນອະນຸພາກຂະຫນາດໃຫຍ່.

2. ການປ່ຽນຄວາມຂາດນໍ້າ:

ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂສະເພາະໃດຫນຶ່ງ, ອາລູມິນຽມ hydroxide ອາດຈະ dehydrate ແລະປ່ຽນເປັນອາລູມິນຽມອອກໄຊແຂງ (Al₂O₃), ສົ່ງຜົນໃຫ້ແຂງຫຼາຍ.

3. ຜົນກະທົບດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ:

ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນດ່າງອາດຈະນໍາໄປສູ່ໂຄງສ້າງທີ່ຫນາແຫນ້ນໃນວັດສະດຸແຂງທີ່ເປັນຜົນ, ເພີ່ມຄວາມແຂງຂອງມັນ.

ສະຫຼຸບ

ດັ່ງນັ້ນ, ໃນຂະນະທີ່ການທົດແທນນ້ໍາເຄັມດ້ວຍ electrolyte ເປັນດ່າງເຮັດໃຫ້ຫຼັກການການດໍາເນີນງານທີ່ຄ້າຍຄືກັນແລະຂະບວນການຕິກິຣິຍາ, ອິດທິພົນຂອງສະພາບແວດລ້ອມທີ່ເປັນດ່າງຕໍ່ກິດຈະກໍາຂອງໂລຫະອາລູມິນຽມແລະ hydrogen evolution corrosion ສາມາດນໍາໄປສູ່ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຜະລິດຕະພັນແຂງສຸດທ້າຍແລະລັກສະນະຂອງເຂົາເຈົ້າ. ການປ່ຽນແປງເຫຼົ່ານີ້ອາດຈະປັບປຸງປະສິດທິພາບຕິກິຣິຍາແຕ່ຍັງແນະນໍາບັນຫາການກັດກ່ອນຕົນເອງ.

ການພິຈາລະນາການນໍາໃຊ້ໂຄມໄຟນ້ໍາເຄັມ

1. ປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີ:

ເມື່ອນ້ໍາເຄັມຖືກເພີ່ມ, ແຜ່ນອາລູມິນຽມ reacts ກັບອົກຊີເຈນໃນອາກາດເພື່ອສ້າງອາລູມິນຽມ hydroxide. ທາດປະສົມນີ້ສະສົມຕາມເວລາ ແລະປະກອບເປັນອະນຸພາກແຂງ ເຊິ່ງໃນທີ່ສຸດສາມາດເຊື່ອມຕົວເຂົ້າກັນເປັນມວນໃຫຍ່ກວ່າ.

1. ການບໍລິໂພກແຜ່ນອາລູມີນຽມ:

ຖ້າມີຈໍານວນນ້ໍາເຄັມຫຼາຍ, ແຜ່ນອາລູມິນຽມທັງຫມົດຈະຖືກບໍລິໂພກ; ຖ້າມີນ້ໍາເຄັມຫນ້ອຍ, ຕົ້ນຕໍຈະບໍລິໂພກແຜ່ນຕ່ໍາ. ນີ້ເຮັດໃຫ້ຄວາມຫນາບໍ່ສະເຫມີກັນລະຫວ່າງແຜ່ນ.

2. ຜົນກະທົບຂອງອະນຸພາກແຂງ:

ໃນຂະນະທີ່ປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີຍັງສືບຕໍ່, ການສະສົມຂອງອາລູມິນຽມ hydroxide ພາຍໃນແລະການສ້າງຕັ້ງຂອງອະນຸພາກແຂງຈະເພີ່ມຄວາມກົດດັນຕໍ່ແຜ່ນອາລູມິນຽມ.

3. ການກວດສອບການໄຫຼເຂົ້າ:

ມັນໄດ້ຖືກແນະນໍາໃຫ້ກວດສອບການໄຫຼເຂົ້າຂອງອາລູມິນຽມ hydroxide ທີ່ຜະລິດປະຈໍາວັນ. ຖ້າຄວາມສາມາດໃນການໄຫຼຫຼຸດລົງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ, ທົດແທນມັນດ້ວຍນ້ໍາເຄັມສົດ; ຖ້າບໍ່ດັ່ງນັ້ນ, ອະນຸພາກແຂງອາດຈະກາຍເປັນການຍາກທີ່ຈະເຮັດຄວາມສະອາດ.

5. ການປິ່ນປົວຫຼັງການນໍາໃຊ້:

ຖ້າບໍ່ໄດ້ໃຊ້ພາຍໃນສາມຊົ່ວໂມງ, ທັນທີເປົ່າແລະລ້າງອອກ ໂຄມໄຟນ້ຳເຄັມ ຢູ່ພາຍໃນ, ຈາກນັ້ນເອົາໄປຕາກແຫ້ງໃນບ່ອນທີ່ມີລະບາຍອາກາດ ໃນຂະນະທີ່ເກັບໄວ້ໃນບ່ອນທີ່ເຢັນ, ແຫ້ງ.

6. ປະກົດການ Passivation:

ຫຼັງຈາກການນໍາໃຊ້ຫຼາຍໆຄັ້ງ, ນ້ໍາເຄັມທີ່ຕົກຄ້າງອາດຈະບໍ່ຖືກລ້າງອອກຫມົດ, ເຊິ່ງນໍາໄປສູ່ການແຜ່ກະຈາຍຢູ່ດ້ານຂອງແຜ່ນອາລູມິນຽມ. ເມື່ອນ້ໍາເຄັມໃຫມ່ຖືກເພີ່ມ, ເປີດໂຄມໄຟກ່ອນເພື່ອປ່ອຍມັນ; ນີ້ຈະລົບກວນຊັ້ນ passivation ໃນແຜ່ນແລະຟື້ນຟູການເຮັດວຽກປົກກະຕິ.

7. ຄຸນສົມບັດອາຍຸຍືນ ແລະເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ:

ໂຄມໄຟນ້ໍາເຄັມ ມີອາຍຸການໃຊ້ງານຢ່າງຫນ້ອຍ 120 ຊົ່ວໂມງແລະສາມາດເກັບຮັກສາໄວ້ໄດ້ເຖິງ 20 ປີໂດຍບໍ່ຕ້ອງການບໍາລຸງຮັກສາເພີ່ມເຕີມໃນລະຫວ່າງການເກັບຮັກສາ. ເປັນປະເພດໃຫມ່ຂອງຜະລິດຕະພັນທີ່ເປັນມິດກັບສິ່ງແວດລ້ອມ, ພວກເຂົາເຈົ້າແມ່ນເຫມາະສົມສໍາລັບການນໍາໃຊ້ເປັນໄຟສຸກເສີນ, ເຄື່ອງມືການສອນ, ຫຼືການສາກໄຟອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກໃນການຕັ້ງຄ່າຕ່າງໆເຊັ່ນ: ເຮືອນ, ໂຮງແຮມ, ສະຖານະການໄຟໄຫມ້, ການເດີນທາງຫາປາ, ການພະຈົນໄພການຍ່າງປ່າ, ທັດສະນະ camping, ແລະອື່ນໆຄໍາສັ່ງຍິນດີຕ້ອນຮັບ!