Lampu air masin bateri aluminium: Prinsip kerja dan langkah berjaga-jaga untuk digunakan

Prinsip Operasi

Bateri Aluminium-Air Lampu air masin menjana elektrik melalui tindak balas elektrokimia antara aluminium dan oksigen dalam air masin (elektrolit). Apabila anod aluminium menyentuh katod udara, ia mengalami pengoksidaan, melepaskan elektron dan membentuk ion aluminium. Reaksi kimia yang terlibat adalah seperti berikut:

Dalam tindak balas ini, aluminium (Al) bertindak balas dengan oksigen (O₂) dan air (H₂O) untuk menghasilkan aluminium hidroksida (Al (OH) ₃), yang mendahului sebagai pepejal flocculent. Dari masa ke masa, zarah pepejal ini boleh agregat untuk membentuk struktur kristal yang lebih besar. Di bawah keadaan yang sesuai, aluminium hidroksida dapat dehidrasi lagi menjadi aluminium oksida (Al₂o₃), menghasilkan pepejal keras yang serupa dengan konkrit. Ciri ini membolehkan pepejal yang dihasilkan untuk menahan tekanan dan daya luaran yang ketara.

Kesan menggunakan elektrolit alkali

Jika air masin digantikan dengan elektrolit alkali (seperti natrium hidroksida, NaOH, atau kalium hidroksida, KOH), prinsip operasi dan proses tindak balas akan berbeza. Dalam persekitaran alkali, tindak balas antara aluminium dan oksigen kekal sebagai tindak balas elektrokimia utama. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh persekitaran alkali yang mengurangkan lapisan passivation pada aluminium, aktiviti elektrokimia dipertingkatkan. Reaksi dalam elektrolit alkali boleh diwakili seperti berikut:

Dalam kes ini, aluminium bertindak balas dengan ion hidroksida (OH⁻) dan oksigen untuk menghasilkan ion hidroksida aluminium.

Fenomena evolusi hidrogen

Dalam persekitaran alkali yang kuat, aluminium boleh menjalani kakisan evolusi hidrogen, melepaskan gas hidrogen. Reaksi kimia adalah seperti berikut:

Kesan menggunakan elektrolit alkali

Jika air masin digantikan dengan elektrolit alkali (seperti natrium hidroksida, NaOH, atau kalium hidroksida, KOH), prinsip operasi dan proses tindak balas akan berbeza. Dalam persekitaran alkali, tindak balas antara aluminium dan oksigen kekal sebagai tindak balas elektrokimia utama. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh persekitaran alkali yang mengurangkan lapisan passivation pada aluminium, aktiviti elektrokimia dipertingkatkan. Reaksi dalam elektrolit alkali boleh diwakili seperti berikut:

Reaksi ini menggambarkan proses evolusi hidrogen dalam persekitaran alkali yang kuat, yang boleh menyebabkan penurunan prestasi bateri.

Pembentukan pepejal dan pengerasan

Dalam persekitaran alkali, kepekatan ion hidroksida aluminium boleh menjadi cukup tinggi bagi mereka untuk mendakan dan membentuk zarah pepejal. Dari masa ke masa, zarah -zarah ini boleh agregat menjadi kristal yang lebih besar. Punca pemejalan termasuk:

1. Pemendakan dan pengagregatan:

aluminium hidroksida yang dihasilkan mendahului dalam elektrolit dan secara beransur -ansur membentuk zarah yang lebih besar.

2. Penukaran Dehidrasi:

Di ​​bawah keadaan tertentu, aluminium hidroksida boleh dehidrasi dan ditukar menjadi aluminium oksida yang lebih keras (Al₂o₃), menghasilkan pepejal yang sangat keras.

3. Impak Alam Sekitar:

Persekitaran alkali boleh membawa kepada struktur yang lebih padat dalam bahan pepejal yang dihasilkan, meningkatkan kekerasannya.

Ringkasan

Oleh itu, semasa menggantikan air masin dengan elektrolit alkali menghasilkan prinsip operasi dan proses reaksi yang sama, pengaruh persekitaran alkali terhadap aktiviti logam aluminium dan kakisan evolusi hidrogen dapat menyebabkan perbezaan produk pepejal akhir dan ciri -ciri mereka. Perubahan ini dapat meningkatkan kecekapan tindak balas tetapi juga memperkenalkan isu karat diri.

Pertimbangan Penggunaan untuk Lampu Air Masin

1. Reaksi kimia:

Apabila air masin ditambah, plat aluminium bertindak balas dengan oksigen di udara untuk menghasilkan aluminium hidroksida. Kompaun ini berkumpul dari masa ke masa dan membentuk zarah pepejal yang akhirnya dapat menyatukan massa yang lebih besar.

1. Penggunaan plat aluminium:

Jika terdapat sejumlah besar air masin, semua plat aluminium akan dimakan; Sekiranya terdapat air masin yang kurang, terutamanya plat yang lebih rendah akan dimakan. Ini membawa kepada ketebalan yang tidak rata di antara plat.

2. Kesan zarah pepejal:

Apabila tindak balas kimia berterusan, pengumpulan hidroksida aluminium dalaman dan pembentukan zarah pepejal akan meningkatkan tekanan pada plat aluminium.

3. Pemeriksaan Flowability:

Adalah disyorkan untuk memeriksa aluminium hidroksida aluminium yang dihasilkan setiap hari. Jika kebolehkerjaan berkurangan dengan ketara, gantikannya dengan air masin segar; Jika tidak, zarah -zarah yang keras mungkin menjadi sukar untuk dibersihkan.

5. rawatan pasca penggunaan:

jika tidak digunakan dalam masa tiga jam, segera kosong dan bilas Pedalaman lampu air masin , kemudian keringkannya di kawasan pengudaraan sambil menyimpannya di tempat yang sejuk dan kering.

6. Fenomena Passivation:

Selepas pelbagai kegunaan, air masin sisa mungkin tidak dibilas sepenuhnya, yang membawa kepada passivation di permukaan plat aluminium. Apabila air masin baru ditambah, hidupkan lampu terlebih dahulu untuk melepaskannya; Ini akan mengganggu lapisan passivation pada plat dan memulihkan operasi normal.

7. Ciri-ciri panjang dan mesra alam:

Lampu air masin mempunyai hayat perkhidmatan sekurang -kurangnya 120 jam dan boleh disimpan sehingga 20 tahun tanpa memerlukan penyelenggaraan tambahan semasa penyimpanan. Sebagai jenis produk baru yang mesra alam, mereka sesuai digunakan sebagai pencahayaan kecemasan, alat pengajaran, atau mengecas peranti elektronik dalam pelbagai tetapan seperti rumah, hotel, senario pemadam kebakaran, perjalanan memancing, pengembaraan mendaki, lawatan perkhemahan, dan lain -lain.