O
Dacă apa sărată este înlocuită cu un electrolit alcalin, principiul de generare a energiei și procesul de reacție al bateriei din aluminiu-aer vor diferi. Mai jos este o analiză detaliată:
Bateria din aluminiu-aer generează energie electrică prin utilizarea aluminiului ca anod și oxigen din aer ca catod într-o soluție de electrolit alcalin cu hidroxid de potasiu (KOH) printr-o reacție redox.
Proces detaliat de reacție:
1. Anod (electrod din aluminiu): aluminiu suferă o reacție de oxidare într -un mediu alcalin, pierzând electroni și formând ioni de aluminat. Datorită prezenței hidroxidului de potasiu, aluminatul generat există în principal sub formă de ioni tetrahidroxoaluminați [al (OH) ₄] ⁻) în soluție.
Al + 4OH⁻ → [Al (OH) ₄] ⁻ + 3E-
2. Catod (electrod de aer): oxigenul din aer este redus pe suprafața catodului, reacționând cu apă pentru a forma ioni de hidroxid (OH⁻). Acest proces necesită de obicei un catalizator pentru a scădea energia de activare, cum ar fi carbonul activat sau alți catalizatori de metal non-prețioși.
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻
3. Electrolit (soluție KOH): Soluția de hidroxid de potasiu oferă o concentrație mare de ioni de hidroxid, promovând oxidarea aluminiului și reducerea oxigenului. Simultan, acționează ca un conductor ionic, menținând echilibrul de încărcare în cadrul bateriei.
4. Reacția generală: Combinarea reacțiilor de anod și a catodului dă ecuația generală de reacție. Pentru a echilibra taxele și numărul de atomi, se bazează de obicei pe 4 atomi de aluminiu:
4Al + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
Sau scris sub formă ionică:
4Al + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [Al (OH) ₄] ⁻
5. Produse de reacție: Principalul produs al reacției este tetrahidroxoaluminatul de potasiu (K [al (OH) ₄]), care se dizolvă în soluția KOH. În unele cazuri, dacă soluția este suprasaturată, se poate forma hidroxid de aluminiu (Al (OH) ₃) precipitat.
O
note dditional:
Film de pasivare: în medii non-alcaline sau slab alcaline, se formează cu ușurință o peliculă de oxid pe suprafața de aluminiu, împiedicând reacția. Cu toate acestea, în soluțiile KOH cu concentrare ridicată, acest film de oxid este dizolvat, asigurându-se că aluminiul poate continua să se oxideze.
Reacția de evoluție a hidrogenului (HE): În condiții alcaline, aluminiul poate suferi, de asemenea, o reacție de evoluție a hidrogenului, care este o reacție laterală care reduce eficiența bateriei.
2al + 6h₂o + 2oh⁻ → 2 [al (oh) ₄] ⁻ + 3h₂
Pentru a suprima reacția de evoluție a hidrogenului, de obicei, sunt adăugate unele elemente de aliere sau inhibitori.
Aplicații practice: Bateriile din aluminiu-aer au o densitate teoretică foarte mare, dar aplicațiile practice sunt afectate de diverși factori, cum ar fi concentrația electrolitului, temperatura și densitatea curentului.
Rezumat :
Bateria generează energie electrică prin oxidarea aluminiului și reducerea oxigenului, produsul final fiind în principal tetrahidroxoaluminatul
k [al (OH) ₄] dizolvat în electrolit.
În soluția de hidroxid de hidroxid de potasiu electrolit), principiul reacției este următorul:
Pas |
Ecuaţie |
Explicaţie |
|
Anod (principal) |
Al + 4oh⁻ → [al (oh) ₄] ⁻ + 3e⁻ |
Oxidarea aluminiului |
|
Catod (principal) |
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻ |
Reducerea oxigenului |
|
AL3⁺PRECIPITATE |
4Al + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [Al (OH) ₄] ⁻ |
AL3⁺PRECIPITATE |
|
Reacție generală |
4Al + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [AL (OH) ₄]
sau
4Al + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4KALO₂ ⋅XH2O
|
Produsele finale ale reacției principale sunt 4K solubile în apă [AL (OH) ₄] sau Kalo₂ |
|
Reacție laterală anodică |
2Al + 6H₂O → 2Al (OH) ₃ ↓ + 3H₂ ↑ |
Evoluția hidrogenului |
|
10. Depozitare, curățare și versiune de apă și întreținere
Oprirea utilizării mai mult de 2 ore
Dacă nu veți folosi lampa mai mult de 2 ore, turnați electrolitul sau
Verificarea zilnică a fluxului
Monitorizați hidroxidul de aluminiu în interiorul lămpii, LF particulele solide nu mai curg lin, turnați soluția veche și înlocuiți -o cu electrolit proaspăt sau apă sărată, LF lăsată prea lungă, particulele se pot întări, ceea ce face curățarea dificilă.
Stocare pe termen lung
Înainte de a depozita lampa, goliți soluția de electrolit sau apa sărată, curățați compartimentul bateriei și plăcile de electrod și păstrați -le uscate. Acest lucru împiedică deteriorarea și îți menține lampa în stare bună pentru utilizare viitoare.
⚠ AVERTIZARE:
Verificați în mod regulat fluiditatea electrolitului ⚠
Folosind
Generator de aer din aluminiu pentru mai mult de 8 ore: dacă trebuie să utilizați generatorul continuu mai mult de 8 ore, există două opțiuni. În primul rând, pe măsură ce vă apropiați de marcajul de 8 ore, verificați nivelul lichidului din camere pentru a vă asigura că acesta sub scufundă complet plăcile ci electrozi. Dacă nivelul apei a scăzut, adăugați o cantitate mică de apă, după cum este necesar. Dacă apa nu este disponibilă și trebuie să continuați să utilizați generatorul, deschideți capacul filetat superior pentru a ajuta la disiparea căldurii. Acest lucru va împiedica supraîncălzirea și va asigura performanțe stabile.
Verificați în mod regulat fluiditatea apei sărate ⚠
Fluiditatea apei sărate trebuie verificată la fiecare 4-6 ore, în funcție de consumul de energie al dispozitivului conectat.
❌ Dacă lichidul devine gros sau mai puțin fluid, poate afecta performanța.
✅ Pentru a asigura o funcționare optimă, curățați -o și înlocuiți -o cu apă sărată proaspătă imediat, dacă este nevoie.
A fi continuat partea a 3 -a