А
9. Механизм генерации Алюминиевый генератор-генератор, приводимый в движение щелочным раствором электролита и его характерным производством растворимого алюмината калия »(алюминиевая пластина + порошок электролита + вода = генератор).
Если соленая вода заменяется щелочным электролитом, принцип выработки электроэнергии и процесс реакции алюминиевой батареи будут отличаться. Ниже приведен подробный анализ:
Алюминиевая батарея генерирует электричество, используя алюминий в качестве анода и кислорода от воздуха в качестве катода в растворе щелочного электролита калия (KOH) щелочного электролита через окислительно-восстановительную реакцию.
Подробный процесс реакции:
1. Анод (алюминиевый электрод): алюминий подвергается реакции окисления в щелочной среде, потери электронов и образуя алюминатные ионы. Из -за присутствия гидроксида калия генерируемый алюминат в основном существует в форме тетрагидроксоалуминатных ионов [al (OH) ₄] ⁻) в растворе.
Al + 4oh⁻ → [al (OH) ₄] ⁻ + 3e-
2. Катод (воздушный электрод): кислород от воздуха уменьшается на поверхности катода, реагируя с водой с образованием гидроксидных ионов (OH⁻). Этот процесс, как правило, требует катализатора для снижения энергии активации, такой как активированный углерод или другие нереректирующие катализаторы металлов.
O₂ + 2h₂o + 4e⁻ → 4Oh⁻
3. Электролит (раствор KOH): раствор гидроксида калия обеспечивает высокую концентрацию гидроксидных ионов, способствуя окислению алюминия и восстановлению кислорода. Одновременно он выступает в качестве ионного проводника, поддерживая баланс заряда в батарее.
4. Общая реакция: комбинирование реакций анода и катода дает общее уравнение реакции. Чтобы сбалансировать сборы и количество атомов, это обычно основано на 4 атомах алюминия:
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [al (OH) ₄]
Или написано в ионной форме:
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [al (OH) ₄] ⁻
5. Продукты реакции. Основным продуктом реакции является тетрагидроксоалуминатный калий (k [al (OH) ₄]), который растворяется в растворе KOH. В некоторых случаях, если раствор перенасыщен, может образовывать осадок алюминиевого гидроксида (Al (OH) ₃).
DDITIONAL
NOTES:
Пассивационная пленка: в некалиновой или слабо щелочной среде на алюминиевой поверхности легко образуется оксидная пленка, препятствуя реакции. Тем не менее, в растворах KOH с высокой концентрацией эта оксидная пленка растворяется, что гарантирует, что алюминий может продолжать окислиться.
Реакция эволюции водорода (ее): в щелочных условиях алюминий также может подвергаться реакции эволюции водорода, которая является побочной реакцией, которая снижает эффективность батареи.
2AL + 6H₂O + 2OH⁻ → 2 [al (OH) ₄] ⁻ + 3H₂
Чтобы подавить реакцию эволюции водорода, обычно добавляются некоторые изгибные элементы или ингибиторы.
Практическое применение: алюминиевые батареи имеют очень высокую теоретическую плотность энергии, но на практические применения влияют различные факторы, такие как концентрация электролита, температура и плотность тока.
Резюме :
Аккумулятор генерирует электрическую энергию посредством окисления алюминия и восстановления кислорода, причем конечным продуктом является в первую очередь тетрагидроксоалуминатный калиевый тетрагидроксоалуминат
K [Al (OH) ₄] растворен в электролите.
В растворе гидроксида калия с электролитом, принцип реакции заключается в следующем:
Шаг |
Уравнение |
Объяснение |
|
Анод (основной) |
Al + 4oh⁻ → [al (OH) ₄] ⁻ + 3e⁻ |
Окисление алюминия |
|
Катод (основной) |
O₂ + 2h₂o + 4e⁻ → 4Oh⁻ |
Сокращение кислорода |
|
Al3⁺ -profication |
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [al (OH) ₄] ⁻ |
Al3⁺ -profication |
|
Общая реакция |
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [al (OH) ₄]
или
4AL + 3O₂ + 6H₂O + 4KOH → 4KALO₂ ⋅XH2O
|
Окончательными продуктами основной реакции являются растворимые в воде 4K [Al (OH) ₄] или Kalo₂ |
|
Анодная боковая реакция |
2AL + 6H₂O → 2AL (OH) ₃ ↓ + 3H₂ ↑ |
Эволюция водорода |
|
10. Хранение, очистка и водная версия и техническое обслуживание
Остановка использования более 2 часов
Если вы не будете использовать лампу в течение более 2 часов, вылейте электролит или соленую воду, чтобы полностью остановить электрохимическую реакцию, это помогает предотвратить ненужные потери мощности.
Ежедневная проверка на поток
Следите за гидроксидом алюминия внутри лампы, LF твердые частицы прекращают плавно течь, вылейте старый раствор и замените его свежим электролитом или соленой водой, LF слишком долго, частицы могут затвердеть, что затрудняет чистку.
Долгосрочное хранение
Прежде чем хранить лампу, опустошите раствор электролита или соленую воду, очистите батарею и электродные пластины и сохраните их сухим. Это предотвращает повреждение и сохраняет вашу лампу в хорошем состоянии для будущего использования.
⚠ Предупреждение:
Регулярно проверять текучесть электролита ⚠
Используя
Генератор алюминиевого воздуха в течение более 8 часов: если вам нужно непрерывно использовать генератор в течение более 8 часов, есть два варианта. Во-первых, когда вы приближаетесь к 8-часовой отметке, проверьте уровень жидкости в камерах, чтобы убедиться, что она все еще полностью поднимется на электродные пластины. Если уровень воды упал, добавьте небольшое количество воды по мере необходимости. Если вода недоступна, и вам необходимо продолжать использовать генератор, откройте верхнюю резьбовую крышку, чтобы помочь рассеять тепло. Это предотвратит перегрев и обеспечит стабильную производительность.
Регулярно проверять текучесть соленой воды ⚠
Текучесть соленой воды следует проверять каждые 4-6 часов, в зависимости от энергопотребления подключенного устройства.
❌ Если жидкость становится толстой или менее жидкой, она может повлиять на производительность.
✅ Для обеспечения оптимальной работы, очистите и замените ее на новую соленую воду, если это необходимо.
Продолжение, часть 3