Хөнгөн цагаан батерейны давстай усны чийдэн: ажиллах зарчим ба хэрэглэхэд анхаарах зүйлс

Үйл ажиллагааны зарчим

Хөнгөн цагаан агаарын зай Давстай усны чийдэн нь давстай усанд (электролит) хөнгөн цагаан ба хүчилтөрөгчийн хоорондох цахилгаан химийн урвалаар цахилгаан үүсгэдэг. Хөнгөн цагаан анод нь агаарын катодтой холбогдох үед исэлдэж, электронуудыг ялгаруулж, хөнгөн цагааны ион үүсгэдэг. Химийн урвалууд дараах байдалтай байна.

Энэ урвалд хөнгөн цагаан (Al) нь хүчилтөрөгч (O₂) ба ус (H₂O) -тай урвалд орж, хөнгөн цагааны гидроксид (Al(OH)₃) үүсгэдэг бөгөөд энэ нь флокулент хатуу хэлбэрээр тунадаг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд эдгээр хатуу хэсгүүд нэгдэж, илүү том талст бүтэц үүсгэж болно. Тохиромжтой нөхцөлд хөнгөн цагааны гидроксид нь шингэн алдагдаж, хөнгөн цагаан исэл (Al₂O₃) болж, улмаар бетонтой төстэй хатуулаг үүснэ. Энэ шинж чанар нь үүссэн хатуу бодисыг ихээхэн даралт болон гадны хүчийг тэсвэрлэх боломжийг олгодог.

Шүлтлэг электролитийг ашиглахад үзүүлэх нөлөө

Хэрэв давстай усыг шүлтлэг электролитээр (жишээлбэл, натрийн гидроксид, NaOH эсвэл калийн гидроксид, KOH) сольж байвал үйл ажиллагааны зарчим, урвалын процесс өөр өөр байх болно. Шүлтлэг орчинд хөнгөн цагаан ба хүчилтөрөгчийн хоорондох урвал нь анхдагч цахилгаан химийн урвал хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч хөнгөн цагаан дээр идэвхгүйжүүлэх давхаргыг бууруулдаг шүлтлэг орчны улмаас түүний цахилгаан химийн идэвхжил нэмэгддэг. Шүлтлэг электролит дэх урвалыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Энэ тохиолдолд хөнгөн цагаан нь гидроксидын ион (OH⁻) ба хүчилтөрөгчтэй урвалд орж, хөнгөн цагааны гидроксидын ион үүсгэдэг.

Устөрөгчийн хувьслын үзэгдэл

Хүчтэй шүлтлэг орчинд хөнгөн цагаан нь устөрөгчийн зэврэлтэнд өртөж, устөрөгчийн хий ялгаруулдаг. Химийн урвалууд дараах байдалтай байна.

Шүлтлэг электролитийг ашиглахад үзүүлэх нөлөө

Хэрэв давстай усыг шүлтлэг электролитээр (жишээлбэл, натрийн гидроксид, NaOH эсвэл калийн гидроксид, KOH) сольж байвал үйл ажиллагааны зарчим, урвалын процесс өөр өөр байх болно. Шүлтлэг орчинд хөнгөн цагаан ба хүчилтөрөгчийн хоорондох урвал нь анхдагч цахилгаан химийн урвал хэвээр байна. Гэсэн хэдий ч хөнгөн цагаан дээр идэвхгүйжүүлэх давхаргыг бууруулдаг шүлтлэг орчны улмаас түүний цахилгаан химийн идэвхжил нэмэгддэг. Шүлтлэг электролит дэх урвалыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Эдгээр урвалууд нь хүчтэй шүлтлэг орчинд устөрөгч ялгарах үйл явцыг харуулдаг бөгөөд энэ нь батерейны гүйцэтгэлийг бууруулахад хүргэдэг.

Хатуу үүсэх ба хатууруулах

Шүлтлэг орчинд хөнгөн цагааны гидроксидын ионы агууламж өндөр болж, тунадас үүсгэж, хатуу тоосонцор үүсгэдэг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд эдгээр хэсгүүд нь илүү том талстууд болж нэгтгэгдэж болно. Хатуурах шалтгаанууд нь:

1. Хур тунадас ба бөөгнөрөл:

Үүсгэсэн хөнгөн цагааны гидроксид нь электролитэд тунадасжиж, аажмаар том хэсгүүдийг үүсгэдэг.

2. Шингэн алдалтын хувирал:

Тодорхой нөхцөлд хөнгөн цагааны гидроксид нь шингэнээ алдаж, илүү хатуу хөнгөн цагаан исэл (Al₂O₃) болж хувирч, улмаар маш хатуу хатуу бодис үүсдэг.

3. Байгаль орчинд үзүүлэх нөлөө:

Шүлтлэг орчин нь үүссэн хатуу материалын нягт бүтцийг бий болгож, хатуулгийг нэмэгдүүлдэг.

Дүгнэлт

Тиймээс давстай усыг шүлтлэг электролитээр солих нь ижил төстэй үйл ажиллагааны зарчим, урвалын процессыг бий болгодог бол хөнгөн цагаан металлын идэвхжилд шүлтлэг орчны нөлөөлөл, устөрөгчийн задралын зэврэлт нь эцсийн хатуу бүтээгдэхүүн, тэдгээрийн шинж чанарын ялгаатай байдалд хүргэдэг. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь урвалын үр ашгийг дээшлүүлж болохоос гадна өөрийгөө зэврүүлэх асуудлыг үүсгэж болно.

Давстай усны чийдэнг ашиглахад анхаарах зүйлс

1. Химийн урвалууд:

Давстай ус нэмэхэд хөнгөн цагаан хавтан нь агаар дахь хүчилтөрөгчтэй урвалд орж, хөнгөн цагааны гидроксид үүсгэдэг. Энэ нэгдэл нь цаг хугацааны явцад хуримтлагдаж, хатуу тоосонцор үүсгэдэг бөгөөд эцэст нь илүү том масстай нэгдэж болно.

1. Хөнгөн цагаан хавтангийн хэрэглээ:

Хэрэв их хэмжээний давстай ус байгаа бол бүх хөнгөн цагаан хавтанг хэрэглэнэ; хэрэв давс багатай бол голчлон доод ялтсуудыг хэрэглэнэ. Энэ нь ялтсуудын дунд жигд бус зузаантай болоход хүргэдэг.

2. Хатуу бөөмийн нөлөө:

Химийн урвал үргэлжилж байгаа тул дотоод хөнгөн цагааны гидроксидын хуримтлал, хатуу тоосонцор үүсэх нь хөнгөн цагаан хавтан дээрх даралтыг нэмэгдүүлнэ.

3. Урсгах чадварыг шалгах:

Үүсгэсэн хөнгөн цагааны гидроксидын урсах чадварыг өдөр бүр шалгахыг зөвлөж байна. Хэрэв урсах чадвар мэдэгдэхүйц буурч байвал цэвэр давстай усаар солино; эс бөгөөс хатуурсан тоосонцорыг цэвэрлэхэд хэцүү болно.

5. Хэрэглэсний дараах эмчилгээ:

Гурван цагийн дотор хэрэглэхгүй бол нэн даруй зайлж зайлна давстай усны чийдэнгийн дотор талыг нь асаагаад сэрүүн, хуурай газар хадгалахын зэрэгцээ агааржуулалттай газар хатаана.

6. Идэвхгүй байдлын үзэгдэл:

Олон удаа хэрэглэсний дараа давсны үлдэгдэл бүрэн зайлж чадахгүй байж болох бөгөөд энэ нь хөнгөн цагаан хавтангийн гадаргуу дээр идэвхгүй болоход хүргэдэг. Шинэ давстай ус нэмэхэд эхлээд дэнлүүг асаагаад түүнийг унтраана; энэ нь ялтсууд дээрх идэвхгүйжүүлэх давхаргыг эвдэж, хэвийн ажиллагааг сэргээх болно.

7. Урт наслах, байгальд ээлтэй шинж чанарууд:

Давстай усны чийдэнгийн ашиглалтын хугацаа дор хаяж 120 цаг бөгөөд хадгалах явцад нэмэлт засвар үйлчилгээ хийх шаардлагагүйгээр 20 жил хүртэл хадгалагдах боломжтой. Байгаль орчинд ээлтэй шинэ төрлийн бүтээгдэхүүн тул гэр, зочид буудал, гал унтраах, загасчлах аялал, адал явдалт явган аялал, кемпийн аялал гэх мэт янз бүрийн орчинд яаралтай гэрэлтүүлэг, сургалтын хэрэгсэл, электрон төхөөрөмж цэнэглэхэд тохиромжтой. Захиалгыг хүлээн авна уу!