Princípy elektrochemickej reakcie a hlavné produkty energetického žiarovky Al-Air Generátor v alkalickom elektrolyte

Technická diskusia a výmena znalostí o zásadách výroby energie a praktických aplikáciách generátorov hliníkového vzduchu

V roztoku hydroxidu draselného (KOH), reakcie na batérie hliníka, zahŕňajú oxidáciu hliníka pri anóde a redukcii kyslíka v katóde a produkujú hliník draselného (Kalo₂) ako hlavný rozpustný produkt obsahujúci hliník spolu s hydrogénovým plynom ako bočným produktom.

Zásada reakcie v roztoku KOH

Reakcia anódy (oxidácia):

Hliník reaguje s KOH a vodou za vzniku hlinitého draselného (kalo₂) a plynným vodíkom (H₂). Vyvážená reakcia je:

2AL+2KOH+6H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑+4H₂o

Presnejšie, zjednodušené ako:

2AL+2KOH+2H₂o → 2Kalo₂+3H₂ ↑

To ukazuje oxidovaný hliník oxidovaný za vznik hlinu draselného, zatiaľ čo plynný vodík sa vyvíja ako vedľajší produkt.

Katódová (redukcia) Reakcia:

V alkalickom elektrolyte sa zníži kyslík zo vzduchu:

O₂+2H₂o+4e- → 4OH-

Celková reakcia:

Kombinácia reakcií anód a katódy je možné celkovú bunkovú reakciu napísať ako:

4AL+4KOH+6H₂O+3O₂ → 4Kalo₂+3H₂o+6OH-

alebo častejšie zjednodušené, aby sa ukázala tvorba hlinitého draselného a plynného vodíka:

2AL+2KOH+2H₂o → 2Kalo₂+3H₂ ↑

Hlavné a vedľajšie reakcie

Hlavná reakcia: Tvorba hlinitého draselného (kalo₂) oxidáciou hlinitého v alkalickom roztoku. Toto je požadovaná elektrochemická reakcia zodpovedná za výrobu elektriny.

Side (parazitická) reakcia: Evolúcia vodíka z korózie hliníka, ktorá konzumuje hliník a elektrolyt bez toho, aby vyrábala užitočnú elektrickú energiu, čo znižuje účinnosť.

Hliník draselného (Kalo₂) môže navyše hydrolyzovať a zrážať sa ako hydroxid hlinitý:

Kalo₂+2H₂o⇌koh+al (OH) ₃ ↓

Tu sa nerozpustný hliníkový hydroxid (AL (OH) ₃) vyzráža ako vedľajší produkt, ktorý môže ovplyvniť vodivosť elektrolytu a výkon batérie.

Úloha iónu draselného (K⁺)

Ióny draslíka (K⁺) sa priamo nezúčastňujú na redoxných reakciách, ale slúžia ako ióny vyrovnávania náboja v elektrolyte a tvoria hliník draselného (Kalo₂) ako rozpustný komplex. Udržiavajú vodivosť a neutralitu elektrolytov, ale v procese redoxu sa nevyrábajú ani nevyrábajú.

Zhrnutie s hlinitou draselným v reakčnej rovnici

Vyvážená anódová reakcia vrátane hlinitého draselného:

2AL+2KOH+6H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑+4H₂o

alebo zjednodušený:

2AL+2KOH+2H₂o → 2Kalo₂+3H₂ ↑

Táto rovnica výslovne obsahuje hliník draselného (Kalo₂) ako hlavný produkt oxidácie hliníka v elektrolyte KOH.

Zhrnutie ：

Reakčný typ	Reakčná rovnica	Reakčné výrobky	Poznámky
Hlavná reakcia (oxidácia hliníka)	2AL+2KOH+2H₂o → 2Kalo₂+3H₂ ↑	Hliník draselného （Kalo₂） vodík （H₂）	Kalo₂ je hlavný rozpustný produkt, H₂ je vedľajší produkt
Redukcia kyslíka	O₂+2H₂o+4e- → 4OH-	Hydroxyl ión （OH⁻）	Pozitívna reakcia elektród
Hydrolýza hlinitého draselného	Kalo₂+2H₂o⇌koh+al (OH) ₃ ↓	Zrážanie hydroxidu hliníka （al (OH) ₃）	Vedľajší produkt, ktorý ovplyvňuje výkon batérie

Odráža to hlavný elektrochemický proces v batériách vzduchu hliníka pracujúcich v roztoku hydroxidu draselného, ktorý zdôrazňuje tvorbu hlinitého draselného ako hlavného produktu a vodíkového plynu ako bočného produktu, pričom ióny draselného pôsobia ako nosiče elektrolytov, ale nie sú priamo zapojené do redoxu

Aplikácie výkonovej žiarovky generátora al-Air

• Núdzové napájanie
  poskytuje spoľahlivé osvetlenie a podporu energie počas výpadkov napájania alebo núdzových situácií.

• Úsilie o zmiernenie katastrofách
  vhodné na humanitárnu pomoc v konfliktných zónach, utečeneckých táboroch a miestach katastrof, ktoré zabezpečuje základné osvetlenie a nabíjanie zariadení.

• Outdoorové aktivity
  prenosné osvetlenie a mobilný zdroj energie pre kemping, poľný výskum, turistiku a ďalšie outdoorové scenáre.

• Nočné bezpečnostné osvetlenie
  poskytuje bezpečné osvetlenie v noci a zvyšuje bezpečnosť v temných prostrediach.

• Nabíjanie mobilných zariadení
  nabíja telefóny, digitálne fotoaparáty, malé ventilátory a ďalšie zariadenia prostredníctvom portov USB a typu C.

• Zdroj šetrného k životnému prostrediu
  využíva elektrolyty šetrné k životnému prostrediu, ako je slaná voda, nevyrábajú žiadne znečistenie alebo škodlivý odpad a je zelený a udržateľný.

Ak máte akékoľvek otázky alebo by ste sa chceli zapojiť do technických diskusií týkajúcich sa princípov generovania batérií a výrobných technológií batérií alebo výrobných technológií, alebo o produktoch generátora Al-Air a produktov výkonovej žiarovky Al-Air a ich aplikácií, neváhajte nás kontaktovať.

Vítame spoluprácu a výmenu znalostí, aby sme pokročili v rozvoji a praktickom využívaní energetických riešení z hliníkového vzduchu.

Ak chcete, aby to formálnejšie, priateľskejšie alebo stručnejšie, môžem zodpovedajúcim spôsobom upraviť!