Elektrokjemiske reaksjonsprinsipper og hovedprodukter fra al-Air Generator kraftlampe i alkalisk elektrolytt

Teknisk diskusjon og kunnskapsutveksling om kraftproduksjonsprinsipper og praktiske anvendelser av aluminium-luftgeneratorer

I kaliumhydroksyd (KOH) -løsning involverer aluminium-luft-batteri-reaksjonene aluminiumoksidasjon ved anode og oksygenreduksjon ved katoden, og produserer kaliumaluminat (Kalo₂) som det viktigste oppløselige aluminiumshestproduktet, sammen med hydrogengass som et sideprodukt.

Reaksjonsprinsipp i KOH -løsning

Anode (oksidasjon) reaksjon:

Aluminium reagerer med KOH og vann for å danne kaliumaluminat (kalo₂) og hydrogengass (H₂). Den balanserte reaksjonen er:

2al+2KOH+6H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑+4H₂O

Mer presist, forenklet som:

2al+2KOH+2H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑

Dette viser aluminium oksidert for å danne kaliumaluminat, mens hydrogengass utvikler seg som et sideprodukt.

Katode (reduksjon) reaksjon:

Oksygen fra luft reduseres i den alkaliske elektrolytten:

O₂+2H₂O+4E− → 4OH−

Generell reaksjon:

Ved å kombinere anode- og katode -reaksjoner kan den totale cellreaksjonen skrives som:

4al+4KOH+6H₂O+3O₂ → 4Kalo₂+3H₂O+6OH−

eller mer ofte forenklet for å vise dannelse av kaliumaluminat og hydrogengass:

2al+2KOH+2H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑

Hoved- og sidereaksjoner

Hovedreaksjon: Dannelse av kaliumaluminat (Kalo₂) gjennom aluminiumoksidasjon i alkalisk løsning. Dette er den ønskede elektrokjemiske reaksjonen som er ansvarlig for elektrisitetsproduksjon.

Side (parasittisk) reaksjon: Hydrogenutvikling fra aluminiumkorrosjon, som bruker aluminium og elektrolyt uten å produsere nyttig elektrisk energi, noe som reduserer effektiviteten.

I tillegg kan kaliumaluminat (kalo₂) hydrolysere og bunnfall som aluminiumhydroksyd:

Kalo₂+2H₂O⇌KOH+Al (OH) ₃ ↓

Her presipiterer uoppløselig aluminiumhydroksyd (Al (OH) ₃) som et biprodukt, noe som kan påvirke elektrolyttkonduktivitet og batteriytelse.

Rollen som kaliumion (k⁺)

Kaliumioner (K⁺) deltar ikke direkte i redoksreaksjonene, men fungerer som ladningsbalanserende ioner i elektrolytten og danner kaliumaluminat (kalo₂) som et løselig kompleks. De opprettholder elektrolyttkonduktivitet og nøytralitet, men blir ikke konsumert eller produsert i redoksprosessen.

Sammendrag med kaliumaluminat i reaksjonsligning

Balansert anodereaksjon inkludert kaliumaluminat:

2al+2KOH+6H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑+4H₂O

eller forenklet:

2al+2KOH+2H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑

Denne ligningen inkluderer eksplisitt kaliumaluminat (Kalo₂) som hovedprodukt av aluminiumoksidasjonen i KOH -elektrolytt.

Sammendrag:

Reaksjonstype	Reaksjonsligning	Reaksjonsprodukter	Merknader
Hovedreaksjon (aluminiumoksidasjon)	2al+2KOH+2H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑	Kaliumaluminat （kalo₂） hydrogen （H₂）	Kalo₂ er det viktigste oppløselige produktet, H₂ er et biprodukt
Oksygenreduksjon	O₂+2H₂O+4E− → 4OH−	Hydroksylion （oh⁻）	Positiv elektrodereaksjon
Kaliumaluminat hydrolyse	Kalo₂+2H₂O⇌KOH+Al (OH) ₃ ↓	Aluminiumhydroksyd nedbør （Al (OH) ₃）	Biprodukt, som påvirker batteriets ytelse

Dette gjenspeiler den kjerneelektrokjemiske prosessen i aluminium-luftbatterier som opererer i kaliumhydroksydoppløsning, og fremhever dannelsen av kaliumaluminat som hovedprodukt og hydrogengass som sideproduktet, med kaliumioner som fungerer som elektrolyttbærere, men ikke direkte involvert i redoks

Bruksområder av strømlampen for al-Air Generator

• Nødstrømforsyning
  gir pålitelig belysning og strømstøtte under strømbrudd eller nødsituasjoner.

• Katastrofeavlastningsinnsats
  som er egnet for humanitær hjelp i konfliktsoner, flyktningleire og katastrofested, og sikrer grunnleggende belysning og lading av enheter.

• Utendørsaktiviteter
  bærbar belysning og mobil strømkilde for camping, feltforskning, fotturer og andre utendørs scenarier.

• Sikkerhetsbelysning om natten
  gir sikker belysning om natten, og forbedrer sikkerheten i mørke miljøer.

• Mobile enheter som lades
  telefoner, digitale kameraer, små vifter og andre enheter via USB- og Type-C-porter.

• Miljøvennlig strømkilde
  bruker miljøvennlige elektrolytter som saltvann, og produserer ingen forurensning eller skadelig avfall, og er grønt og bærekraftig.

Hvis du har noen henvendelser eller ønsker å delta i tekniske diskusjoner om aluminium-luft-batteriets generasjonsprinsipper og produksjonsteknologier, eller om al-Air Generator og Al-Air Generator Power Lamp-produkter og deres applikasjoner, kan du gjerne kontakte oss.

Vi ønsker samarbeid og kunnskapsutveksling velkommen for å fremme utvikling og praktisk bruk av aluminium-luft energiløsninger.

Hvis du vil ha det mer formelt, vennlig eller kortfattet, kan jeg bidra til å tilpasse meg deretter!