एल्युमिनियम-एयर ब्याट्री साल्टवाटर ल्याम्पहरू: काम गर्ने सिद्धान्त र प्रयोगको लागि सावधानीहरू

सञ्चालन सिद्धान्त

एल्युमिनियम-एयर ब्याट्री नुनपानी बत्तीहरूले नुनपानी (इलेक्ट्रोलाइट) मा एल्युमिनियम र अक्सिजन बिचको इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया मार्फत बिजुली उत्पन्न गर्दछ। जब एल्युमिनियम एनोडले हावा क्याथोडलाई सम्पर्क गर्छ, यसले अक्सीकरणबाट गुज्र्छ, इलेक्ट्रोनहरू रिलिज गर्छ र एल्युमिनियम आयनहरू बनाउँछ। रासायनिक प्रतिक्रियाहरू निम्नानुसार छन्:

यस प्रतिक्रियामा, एल्युमिनियम (Al) ले अक्सिजन (O₂) र पानी (H₂O) सँग एल्युमिनियम हाइड्रोक्साइड (Al(OH)₃) उत्पादन गर्न प्रतिक्रिया गर्दछ, जसले फ्लोकुलेन्ट ठोसको रूपमा अवक्षेपण गर्दछ। समयको साथ, यी ठोस कणहरू ठूला क्रिस्टलीय संरचनाहरू बनाउनको लागि एकत्रित हुन सक्छन्। उपयुक्त परिस्थितिहरूमा, एल्युमिनियम हाइड्रोक्साइडले एल्युमिनियम अक्साइड (Al₂O₃) बन्नको लागि थप निर्जलीकरण गर्न सक्छ, परिणामस्वरूप कंक्रीट जस्तै कडा ठोस हुन्छ। यो विशेषताले परिणामस्वरूप ठोसलाई महत्त्वपूर्ण दबाब र बाह्य बलहरू सामना गर्न अनुमति दिन्छ।

क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट्स को उपयोग को प्रभाव

यदि नुनपानीलाई क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट (जस्तै सोडियम हाइड्रोक्साइड, NaOH, वा पोटासियम हाइड्रोक्साइड, KOH) ले प्रतिस्थापन गरियो भने, सञ्चालन सिद्धान्तहरू र प्रतिक्रिया प्रक्रियाहरू फरक हुनेछन्। क्षारीय वातावरणमा, एल्युमिनियम र अक्सिजन बीचको प्रतिक्रिया प्राथमिक इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया रहन्छ। यद्यपि, क्षारीय वातावरणले एल्युमिनियममा प्यासिभेसन लेयर कम गर्ने कारण, यसको इलेक्ट्रोकेमिकल गतिविधि बढेको छ। क्षारीय इलेक्ट्रोलाइटमा हुने प्रतिक्रियाहरूलाई निम्नानुसार प्रतिनिधित्व गर्न सकिन्छ:

यस अवस्थामा, एल्युमिनियमले हाइड्रोक्साइड आयनहरू (OH⁻) र अक्सिजनसँग एल्युमिनियम हाइड्रोक्साइड आयनहरू उत्पादन गर्न प्रतिक्रिया गर्दछ।

हाइड्रोजन इभोलुसन घटना

बलियो क्षारीय वातावरणमा, एल्युमिनियमले हाइड्रोजन इभोलुसन क्षरणबाट गुज्रन सक्छ, हाइड्रोजन ग्यास निकाल्छ। रासायनिक प्रतिक्रियाहरू निम्नानुसार छन्:

क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट्स को उपयोग को प्रभाव

यदि नुनपानीलाई क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट (जस्तै सोडियम हाइड्रोक्साइड, NaOH, वा पोटासियम हाइड्रोक्साइड, KOH) ले प्रतिस्थापन गरियो भने, सञ्चालन सिद्धान्तहरू र प्रतिक्रिया प्रक्रियाहरू फरक हुनेछन्। क्षारीय वातावरणमा, एल्युमिनियम र अक्सिजन बीचको प्रतिक्रिया प्राथमिक इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया रहन्छ। यद्यपि, क्षारीय वातावरणले एल्युमिनियममा प्यासिभेसन लेयर कम गर्ने कारण, यसको इलेक्ट्रोकेमिकल गतिविधि बढेको छ। क्षारीय इलेक्ट्रोलाइटमा हुने प्रतिक्रियाहरूलाई निम्नानुसार प्रतिनिधित्व गर्न सकिन्छ:

यी प्रतिक्रियाहरूले बलियो क्षारीय वातावरणमा हाइड्रोजन विकास प्रक्रियालाई चित्रण गर्दछ, जसले ब्याट्रीको प्रदर्शन घटाउन सक्छ।

ठोस गठन र कठोरता

क्षारीय वातावरणमा, एल्युमिनियम हाइड्रोक्साइड आयनहरूको एकाग्रता पर्याप्त मात्रामा हुन सक्छ र ठोस कणहरू बन्न सक्छ। समयको साथ, यी कणहरू ठूला क्रिस्टलहरूमा जम्मा हुन सक्छन्। दृढताको कारणहरू समावेश छन्:

1. वर्षा र एकत्रीकरण:

उत्पन्न भएको एल्युमिनियम हाइड्रोक्साइड इलेक्ट्रोलाइटमा अवक्षेपण हुन्छ र बिस्तारै ठूला कणहरू बनाउँछ।

2. निर्जलीकरण रूपान्तरण:

केहि परिस्थितिहरूमा, एल्युमिनियम हाइड्रोक्साइड निर्जलीकरण हुन सक्छ र कडा एल्युमिनियम अक्साइड (Al₂O₃) मा रूपान्तरण हुन सक्छ, परिणामस्वरूप धेरै कडा ठोस हुन्छ।

3. वातावरणीय प्रभाव:

क्षारीय वातावरणले परिणामस्वरूप ठोस सामग्रीमा घन संरचनाहरू निम्त्याउन सक्छ, यसको कठोरता बढाउँछ।

सारांश

यसैले, क्षारीय इलेक्ट्रोलाइटको साथ नुनपानीलाई प्रतिस्थापन गर्दा समान सञ्चालन सिद्धान्तहरू र प्रतिक्रिया प्रक्रियाहरूमा परिणामहरू, एल्युमिनियम धातु र हाइड्रोजन इभोलुसन क्षरणको गतिविधिमा क्षारीय वातावरणको प्रभावले अन्तिम ठोस उत्पादनहरू र तिनीहरूका विशेषताहरूमा भिन्नता ल्याउन सक्छ। यी परिवर्तनहरूले प्रतिक्रिया दक्षता सुधार गर्न सक्छ तर आत्म-क्षरण मुद्दाहरू पनि परिचय गर्न सक्छ।

साल्टवाटर लैंपहरूको लागि उपयोग विचारहरू

१. रासायनिक प्रतिक्रियाहरू:

जब नुनपानी थपिन्छ, एल्युमिनियम प्लेटले हावामा अक्सिजनसँग प्रतिक्रिया गरेर एल्युमिनियम हाइड्रोक्साइड उत्पन्न गर्छ। यो यौगिक समयको साथमा जम्मा हुन्छ र ठोस कणहरू बनाउँछ जुन अन्ततः ठूला जनहरूमा मिलाउन सक्छ।

1. एल्युमिनियम प्लेट को खपत:

यदि त्यहाँ ठूलो मात्रामा नुनपानी छ भने, सबै एल्युमिनियम प्लेटहरू खपत हुनेछन्; यदि कम नुनपानी छ भने, मुख्यतया तल्लो प्लेटहरू खपत हुनेछ। यसले प्लेटहरू बीच असमान मोटाई निम्त्याउँछ।

2. ठोस कणहरूको प्रभाव:

रासायनिक प्रतिक्रियाहरू जारी रहँदा, आन्तरिक एल्युमिनियम हाइड्रोक्साइडको संचय र ठोस कणहरूको गठनले एल्युमिनियम प्लेटहरूमा दबाब बढाउनेछ।

3. प्रवाह योग्यता जाँच:

यो दैनिक उत्पन्न एल्युमिनियम हाइड्रोक्साइड को प्रवाह योग्यता जाँच गर्न सिफारिस गरिएको छ। यदि प्रवाह क्षमता उल्लेखनीय रूपमा घट्छ भने, यसलाई ताजा नुनपानीले बदल्नुहोस्; अन्यथा, कडा कणहरू सफा गर्न गाह्रो हुन सक्छ।

5. प्रयोग पछि उपचार:

यदि तीन घण्टा भित्र प्रयोग नगरेमा, तुरुन्तै खाली गर्नुहोस् र कुल्ला गर्नुहोस् नुनिलो पानीको बत्तीको भित्री भाग, त्यसपछि यसलाई चिसो, सुख्खा ठाउँमा भण्डारण गर्दा हावायुक्त ठाउँमा सुकाउनुहोस्।

6. निष्क्रियता घटना:

धेरै प्रयोगहरू पछि, अवशिष्ट नुनपानी पूर्ण रूपमा कुल्ला नहुन सक्छ, जसले एल्युमिनियम प्लेटहरूको सतहमा निष्क्रियता निम्त्याउँछ। जब नयाँ नुनपानी थपिन्छ, यसलाई डिस्चार्ज गर्न पहिले बत्ती बाल्नुहोस्; यसले प्लेटहरूमा passivation लेयरलाई बाधा पुर्‍याउँछ र सामान्य सञ्चालनलाई पुनर्स्थापित गर्नेछ।

7. दीर्घायु र पर्यावरण-मैत्री सुविधाहरू:

साल्टवाटर बत्तीहरूको सेवा जीवन कम्तिमा 120 घण्टा हुन्छ र भण्डारणको समयमा अतिरिक्त मर्मतको आवश्यकता बिना 20 वर्षसम्म भण्डारण गर्न सकिन्छ। नयाँ प्रकारको वातावरण मैत्री उत्पादनको रूपमा, तिनीहरू आपतकालीन प्रकाश, शिक्षण उपकरणहरू, वा विभिन्न सेटिङहरू जस्तै घरहरू, होटलहरू, आगो निभाउने परिदृश्यहरू, माछा मार्ने यात्राहरू, पैदल यात्राहरू, क्याम्पिङ भ्रमणहरू, इत्यादिमा विद्युतीय उपकरणहरू चार्ज गर्नका लागि उपयुक्त छन्। अर्डरहरू स्वागत छ!