A
9. Mechanizm generacji Lampa mocy generatora aluminium napędzana przez alkaliczne roztwór elektrolitu i jej charakterystyczne wytwarzanie rozpuszczalnego glinianu potasu ”(płyta aluminiowa + proszek elektrolitowy proszek + woda = generator).
Jeśli słona woda zostanie zastąpiona elektrolitem alkalicznym, zasada wytwarzania energii i proces reakcji akumulatora aluminiowego będą się różnić. Poniżej znajduje się szczegółowa analiza:
Aluminiowy akumulator wytwarza energię elektryczną, używając aluminium jako anody i tlenu z powietrza jako katody w wodorotlenku potasu (KOH) roztworu elektrolitów alkalicznych poprzez reakcję redoks.
Szczegółowy proces reakcji:
1. Anoda (elektroda aluminiowa): Aluminium ulega reakcji utleniania w środowisku alkalicznym, tracąc elektrony i tworząc jony aluminian. Ze względu na obecność wodorotlenku potasu wygenerowany gliniast istnieje przede wszystkim w postaci jonów tetrahydroksoaluminacu [AL (OH) ₄] ⁻) w roztworze.
Al + 4oh⁻ → [Al (OH) ₄] ⁻ + 3e-
2. Cathod (elektroda powietrza): Tlen z powietrza jest zmniejszony na powierzchni katody, reagując z wodą z utworzeniem jonów wodorotlenkowych (OH⁻). Proces ten zazwyczaj wymaga katalizatora, aby obniżyć energię aktywacyjną, taką jak węgiel aktywny lub inne katalizatory metali nieprecyjnych.
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻
3. Elektrolit (roztwór KOH): Roztwór wodorotlenku potasu zapewnia wysokie stężenie jonów wodorotlenku, promując utlenianie aluminium i zmniejszenie tlenu. Jednocześnie działa jako przewodnik jonowy, utrzymując równowagę ładowania w baterii.
4. Ogólna reakcja: Połączenie reakcji anody i katody daje ogólne równanie reakcji. Aby zrównoważyć ładunki i liczbę atomów, zwykle opiera się na 4 atomach aluminiowych:
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
Lub napisane w formie jonowej:
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [Al (OH) ₄] ⁻
5. Produkty reakcji: Głównym produktem reakcji jest tetrahydroksoluminat potasu (K [Al (OH) ₄]), który rozpuszcza się w roztworze KOH. W niektórych przypadkach, jeśli roztwór zostanie przesycone, może powstać wodorotlenek glinu (AL (OH) ₃).
Notatki dditional
:
Film pasywacyjny: w środowisku niealkalinowym lub słabo alkalicznym folia tlenkowa łatwo tworzy się na powierzchni aluminiowej, utrudniając reakcję. Jednak w roztworach KOH o wysokim stężeniu ten film tlenkowy jest rozpuszczony, zapewniając, że aluminium może nadal utleniać się.
Reakcja ewolucji wodoru (HER): W warunkach alkalicznych aluminium może również poddać się reakcji ewolucji wodoru, która jest reakcją poboczną, która zmniejsza wydajność akumulatora.
2AL + 6H₂O + 2OH⁻ → 2 [Al (OH) ₄] ⁻ + 3H₂
Aby stłumić reakcję ewolucji wodoru, zwykle dodaje się niektóre elementy stopowe lub inhibitory.
Zastosowania praktyczne: Aluminiowe baterie mają bardzo wysoką teoretyczną gęstość energii, ale na praktyczne zastosowania wpływają różne czynniki, takie jak stężenie elektrolitu, temperatury i gęstości prądu.
Podsumowanie :
Akumulator generuje energię elektryczną poprzez utlenianie aluminium i redukcję tlenu, przy czym produkt końcowy jest przede wszystkim tetrahydroksoluminacją
K [Al (OH) ₄] rozpuszczonego w elektrolicie.
W roztworze KOH w proszku elektrolitu w proszku potasu) zasada reakcji jest następująca:
Krok |
Równanie |
Wyjaśnienie |
|
Anoda (główna) |
AL + 4OH⁻ → [Al (OH) ₄] ⁻ + 3E⁻ |
Utlenianie aluminium |
|
Katoda (główna) |
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻ |
Redukcja tlenu |
|
Al3⁺precipitation |
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [Al (OH) ₄] ⁻ |
Al3⁺precipitation |
|
Ogólna reakcja |
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
Lub
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4KALO₂ ⋅xH2O
|
Końcowe produkty głównej reakcji to rozpuszczalne w wodzie 4K [AL (OH) ₄] lub Kalo₂ |
|
Reakcja po stronie anody |
2AL + 6H₂O → 2AL (OH) ₃ ↓ + 3H₂ ↑ |
Ewolucja wodoru |
|
10. Wersja i konserwacja czyszczenia, czyszczenia i wody
Zatrzymanie użycia przez dłużej niż 2 godziny
Jeśli nie będziesz używać lampy dłużej niż 2 godziny, wylej elektrolit lub słoną wodę, aby całkowicie zatrzymać reakcję elektrochemiczną, pomaga to zapobiec niepotrzebnej utraty mocy.
Codzienne sprawdzenie przepływności
Monitoruj wodorotlenek aluminium wewnątrz lampy, cząsteczki stałe zatrzymują się płynnie, wylej stary roztwór i zastąp go świeżym elektrolitem lub słoną wodą, LF pozostawione zbyt długie, cząsteczki mogą stwardnieją, co utrudnia czyszczenie.
Długoterminowe przechowywanie
Przed przechowywaniem lampy opróżnij roztwór elektrolitu lub słoną wodę, wyczyść komorę akumulatora i płytki elektrodowe i utrzymuj je na sucho. Zapobiega to uszkodzeniom i utrzymuje twoją lampę w dobrym stanie do przyszłego użytkowania.
⚠ Ostrzeżenie:
Regularnie sprawdzaj płynność elektrolitu ⚠
Za pomocą
Aluminiowy generator powietrza przez dłuższy niż 8 godzin: jeśli potrzebujesz ciągłego korzystania z generatora przez dłuższe niż 8 godzin, istnieją dwie opcje. Po pierwsze, zbliżając się do 8-godzinnego znaku, sprawdź poziom cieczy w komorach, aby upewnić się, że nadal w pełni zanurza płytki elektrody. Jeśli poziom wody spadł, w razie potrzeby dodaj niewielką ilość wody. Jeśli woda nie jest dostępna i musisz używać generatora, otwórz górną gwintowaną czapkę, aby pomóc rozproszyć ciepło. Zapobiegnie to przegrzaniu i zapewni stabilną wydajność.
Sprawdź regularnie płynność słoną ⚠
Płynność słonej wody należy sprawdzać co 4-6 godzin, w zależności od zużycia energii podłączonego urządzenia.
❌ Jeśli ciecz staje się gęsta lub mniej płyn, może wpływać na wydajność.
✅ W razie potrzeby w celu zapewnienia optymalnego działania, wyczyść i wymień ją na świeżą słoną wodę.
Kontynuować część 3