Prinsip tindak balas elektrokimia dan produk utama lampu kuasa penjana al-udara dalam elektrolit alkali

Perbincangan teknikal dan pertukaran pengetahuan mengenai prinsip penjanaan kuasa dan aplikasi praktikal penjana aluminium udara

Dalam penyelesaian kalium hidroksida (KOH), tindak balas bateri aluminium-udara melibatkan pengoksidaan aluminium pada pengurangan anod dan oksigen pada katod, menghasilkan kalium aluminate (kalo₂) sebagai produk yang mengandungi aluminium larut utama, bersama dengan gas hidrogen sebagai produk sampingan.

Prinsip tindak balas dalam penyelesaian KOH

Reaksi anod (pengoksidaan):

Aluminium bertindak balas dengan KOH dan air untuk membentuk kalium aluminate (Kalo₂) dan gas hidrogen (H₂). Reaksi seimbang adalah:

2al+2KOH+6H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑+4H₂O

Lebih tepat, dipermudahkan sebagai:

2al+2KOH+2H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑

Ini menunjukkan aluminium teroksida untuk membentuk kalium aluminat, manakala gas hidrogen berkembang sebagai produk sampingan.

Reaksi Katod (Pengurangan):

Oksigen dari udara dikurangkan dalam elektrolit alkali:

O₂+2H₂O+4E- → 4OH-

Reaksi keseluruhan:

Menggabungkan reaksi anod dan katod, tindak balas sel keseluruhan boleh ditulis sebagai:

4al+4KOH+6H₂O+3O₂ → 4Kalo₂+3H₂O+6OH-

atau lebih mudah dipermudahkan untuk menunjukkan pembentukan gas aluminat dan hidrogen kalium:

2al+2KOH+2H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑

Reaksi utama dan sampingan

Reaksi utama: Pembentukan kalium aluminate (Kalo₂) melalui pengoksidaan aluminium dalam larutan alkali. Ini adalah tindak balas elektrokimia yang dikehendaki untuk penjanaan elektrik.

Sisi (parasit) Reaksi: Evolusi hidrogen dari kakisan aluminium, yang menggunakan aluminium dan elektrolit tanpa menghasilkan tenaga elektrik yang berguna, mengurangkan kecekapan.

Selain itu, kalium aluminate (Kalo₂) boleh menghidrolisis dan mendakan sebagai aluminium hidroksida:

Kalo₂+2H₂O⇌KOH+AL (OH) ₃ ↓

Di sini, aluminium hidroksida yang tidak larut (AL (OH) ₃) mencetuskan sebagai hasil sampingan, yang boleh menjejaskan kekonduksian elektrolit dan prestasi bateri.

Peranan ion kalium (k⁺)

Ion kalium (K⁺) tidak mengambil bahagian secara langsung dalam tindak balas redoks tetapi berfungsi sebagai ion pengimbangan caj dalam elektrolit dan membentuk kalium aluminate (kalo₂) sebagai kompleks larut. Mereka mengekalkan kekonduksian elektrolit dan berkecuali tetapi tidak dimakan atau dihasilkan dalam proses redoks.

Ringkasan dengan kalium aluminat dalam persamaan tindak balas

Reaksi anod seimbang termasuk kalium aluminat:

2al+2KOH+6H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑+4H₂O

atau dipermudahkan:

2al+2KOH+2H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑

Persamaan ini secara eksplisit termasuk kalium aluminate (Kalo₂) sebagai produk utama pengoksidaan aluminium dalam elektrolit KOH.

Ringkasan:

Ini mencerminkan proses elektrokimia teras dalam bateri udara aluminium yang beroperasi dalam larutan kalium hidroksida, yang menonjolkan pembentukan kalium aluminate sebagai produk utama dan gas hidrogen sebagai produk sampingan, dengan ion kalium bertindak sebagai pembawa elektrolit tetapi tidak terlibat secara langsung dalam redoks

Aplikasi lampu kuasa penjana al-udara

• Bekalan Kuasa Kecemasan
  menyediakan pencahayaan dan sokongan kuasa yang boleh dipercayai semasa gangguan kuasa atau situasi kecemasan.

• Usaha bantuan bencana
  yang sesuai untuk bantuan kemanusiaan di zon konflik, kem pelarian, dan tapak bencana, memastikan pencahayaan asas dan pengecasan peranti.

• Aktiviti Luaran
  Pencahayaan mudah alih dan sumber kuasa mudah alih untuk perkhemahan, penyelidikan lapangan, mendaki, dan senario luar yang lain.

• Pencahayaan keselamatan malam
  memberikan pencahayaan yang selamat pada waktu malam, meningkatkan keselamatan dalam persekitaran gelap.

• Peranti mudah alih
  mengecas telefon, kamera digital, peminat kecil, dan peranti lain melalui port USB dan Type-C.

• Sumber kuasa mesra alam
  menggunakan elektrolit mesra alam seperti air masin, tidak menghasilkan pencemaran atau sisa berbahaya, dan hijau dan mampan.

Sekiranya anda mempunyai sebarang pertanyaan atau ingin terlibat dalam perbincangan teknikal mengenai prinsip penjanaan bateri aluminium dan teknologi pembuatan, atau mengenai penjana Al-Air dan produk lampu kuasa Al-Air Generator dan aplikasi mereka, sila hubungi kami.

Kami mengalu-alukan kolaborasi dan pertukaran pengetahuan untuk memajukan pembangunan dan penggunaan praktikal penyelesaian tenaga aluminium.

Sekiranya anda menginginkannya lebih formal, mesra, atau ringkas, saya dapat membantu menyesuaikan dengan sewajarnya!