Aluminijaste in akumulacijske svetilke s slano vodo: načelo delovanja in previdnostni ukrepi za uporabo

Načelo delovanja

Aluminijasta air baterija Slane svetilke proizvajajo elektriko z elektrokemično reakcijo med aluminijem in kisikom v slani vodi (elektrolit). Ko aluminijeva anoda stopi v stik z zračno katodo, je podvržena oksidaciji, sprošča elektrone in tvori aluminijeve ione. Vključene kemične reakcije so naslednje:

V tej reakciji aluminij (AL) reagira s kisikom (O₂) in vodo (H₂o), da nastane aluminijev hidroksid (Al (OH) ₃), ki obori kot flokulentno trdno snov. Sčasoma se lahko ti trdni delci združijo tako, da tvorijo večje kristalne strukture. V primernih pogojih lahko aluminijev hidroksid še dodatno dehidrira, da postane aluminijev oksid (AL₂O₃), kar ima za posledico trdo trdno snov, podobno betonu. Ta značilnost omogoča, da nastala trdna snov zdrži pomemben tlak in zunanje sile.

Vpliv uporabe alkalnih elektrolitov

Če se slana voda nadomesti z alkalnim elektrolitom (kot so natrijev hidroksid, NaOH ali kalijev hidroksid, KOH), se bodo delovna načela in reakcijski procesi razlikovali. V alkalnem okolju reakcija med aluminijem in kisikom ostaja primarna elektrokemična reakcija. Vendar se zaradi alkalnega okolja, ki zmanjšuje pasivacijsko plast na aluminiju, poveča njegova elektrokemična aktivnost. Reakcije v alkalnem elektrolitu so lahko predstavljene na naslednji način:

V tem primeru aluminij reagira s hidroksidnimi ioni (OH⁻) in kisikom, da nastane aluminijevi hidroksidni ioni.

Pojav evolucije vodika

V močnem alkalnem okolju lahko aluminij podvrže evolucijski koroziji vodika in sprošča vodikov plin. Kemične reakcije so naslednje:

Vpliv uporabe alkalnih elektrolitov

Če se slana voda nadomesti z alkalnim elektrolitom (kot so natrijev hidroksid, NaOH ali kalijev hidroksid, KOH), se bodo delovna načela in reakcijski procesi razlikovali. V alkalnem okolju reakcija med aluminijem in kisikom ostaja primarna elektrokemična reakcija. Vendar se zaradi alkalnega okolja, ki zmanjšuje pasivacijsko plast na aluminiju, poveča njegova elektrokemična aktivnost. Reakcije v alkalnem elektrolitu so lahko predstavljene na naslednji način:

Te reakcije ponazarjajo proces evolucije vodika v močnih alkalnih okoljih, kar lahko privede do zmanjšanja zmogljivosti baterije.

Trdna tvorba in utrjevanje

V alkalnem okolju lahko koncentracija aluminijevih hidroksidnih ionov postane dovolj visoka, da lahko oborijo in tvorijo trdne delce. Sčasoma se lahko ti delci združijo v večje kristale. Vzroki za strjevanje vključujejo:

1. padavine in združevanje:

ustvarjeni aluminijev hidroksid obori v elektrolitu in postopoma tvori večje delce.

2. Pretvorba dehidracije:

V določenih pogojih se lahko aluminijev hidroksid dehidrira in pretvori v močnejši aluminijev oksid (al₂o₃), kar ima za posledico zelo trdo trdno snov.

3. Vpliv na okolje:

Alkalno okolje lahko privede do gostejših struktur v nastalem trdnem materialu, kar poveča njegovo trdoto.

Povzetek

Tako lahko zamenjava slane vode z alkalnim elektrolitom povzroči podobna načela delovanja in reakcijske procese, vpliv alkalnega okolja na aktivnost aluminijeve kovine in korozije vodika lahko privede do razlik v končnih trdnih izdelkih in njihovih značilnostih. Te spremembe lahko izboljšajo učinkovitost reakcije, hkrati pa uvedejo tudi vprašanja o samokoroziji.

Upoštevanje uporabe za svetilke slane vode

1. Kemične reakcije:

Ko dodamo slano vodo, aluminijasta plošča reagira s kisikom v zraku, da ustvari aluminijev hidroksid. Ta spojina se sčasoma kopiči in tvori trdne delce, ki se lahko sčasoma združijo v večje mase.

1. poraba aluminijastih plošč:

Če je velika količina slane vode, bodo porabljene vse aluminijaste plošče; Če je manj slane vode, bodo porabljene predvsem spodnje plošče. To vodi do neenakomerne debeline med ploščami.

2. Vpliv trdnih delcev:

Ko se kemične reakcije nadaljujejo, bo kopičenje notranjega aluminijevega hidroksida in tvorba trdnih delcev povečala pritisk na aluminijaste plošče.

3. Preverjanje pretočnosti:

Priporočljivo je preveriti pretočnost ustvarjenega aluminijevega hidroksida na dan. Če se pretočnost znatno zmanjša, jo zamenjajte s svežo slano vodo; V nasprotnem primeru lahko utrjeni delci postanejo težko očistiti.

5. Obdelava po uporabi:

Če se ne uporabljate v treh urah, takoj izpraznite in izperete Notranjost svetilke slane vode , nato pa jo posušite na prezračevanem območju, medtem ko jo shranite na hladnem, suhem mestu.

6. Pasivacijski pojav:

Po večkratni uporabi preostale slane vode ne smemo popolnoma izpeljati, kar vodi do pasivacije na površini aluminijastih plošč. Ko dodamo novo slano vodo, najprej vklopite svetilko, da jo izpraznite; To bo motilo pasivacijsko plast na ploščah in obnovilo normalno delovanje.

7. Dolgoživost in okolju prijazne lastnosti:

Slanice s slano vodo imajo servisno življenjsko dobo vsaj 120 ur in jih je mogoče shraniti do 20 let, ne da bi med shranjevanjem potrebovali dodatno vzdrževanje. Kot nova vrsta okolju prijaznega izdelka so primerni za uporabo kot nujna razsvetljava, učna orodja ali polnjenje elektronskih naprav v različnih okoljih, kot so domovi, hoteli, scenariji gasilcev, ribolovne izlete, pohodniške pustolovščine, izlete za kampiranje itd. Naročila so dobrodošla!