А
9. Механизам генерације Алуминијум-ваздухопловна лампа за напајање вођена алкалним електролитом раствором и њеној карактеристичној производњи растворљивих алумината '(алуминијумска плоча + електролит прах + вода = генератор).
Ако се слана вода замени алкалним електролитом, различит ће се принцип генерације електричне енергије и реакциони процес алуминијумске батерије. Испод је детаљна анализа:
Алуминијумска ваздушна батерија генерише струју коришћењем алуминијума као аноде и кисеоника из ваздуха као катоде у решења алкалног електролита у калијум хидроксиду (КОХ) путем решења електролита.
Детаљан поступак реакције:
1. Анод (алуминијумска електрода): Алуминијум подвргава оксидациону реакцију у алкалном окружењу, губитак електрона и формирање акумината јона. Због присуства калијум хидроксида, генерисани алумининац пре свега постоји у облику тетрахидрокоалументних јона [ал (ох) ₄] ⁻) у раствору.
Ал + 4оох⁻ → [ал (ох) ₄] ⁻ + 3е-
2 Катода (ваздушна електрода): кисеоник из ваздуха се смањује на површини катодне, реагује са водом да формира хидроксидне јоне (ох⁻). Овај поступак обично захтева катализатор да се смањи активирачка енергија, као што је активирани угљеник или други не-драгоцени метални катализатори.
О₂ + 2Хо + 4е⁻ → 4ОХ⁻
3. Електролит (КОХ раствор): раствор калијум хидроксида омогућава високу концентрацију јона хидроксида и промовисање оксидације алуминијума и смањење кисеоника. Истовремено, делује као јонски проводник, одржавајући равнотежу наплате у батерији.
4. Укупна реакција: Комбиновање аноде и катодских реакција даје укупну реакцију једнаџбе. Да би се уравнотежила оптужбе и број атома, обично се заснива на 4 атоми алуминијума:
4ал + 3о₂ + 6Хо + 4КОХ → 4К [ал (ох) ₄]
Или написано у јонском облику:
4ал + 3о₂ + 6ХоО + 4ОХ⁻ → 4 [ал (ох) ₄] ⁻
5. Производи реакције: Главни производ реакције је калијум тетрахидрокоалумулант (К [Ал (ОХ) ₄]), који се раствара у раствору КОХ. У неким случајевима, ако је решење претерано, алуминијум хидроксид (АЛ (ОХ) ₃) преци може формирати.
Ддибиционе
белешке:
Филм за пасивност: у неалкалном или слабо алкално окружењима, филмски филм се лако формира на алуминијумској површини, ометајући реакцију. Међутим, у кохним решењима са високим концентрацијама, овај оксидни филм је растворен, осигуравајући да алуминијум може наставити да оксидира.
Реакција водоника Еволуција (она): Под алкалним условима, алуминијум такође може подвргнути реакцији водоника, што је бочна реакција која смањује ефикасност батерије.
2ал + 6Хо + 2ОХ⁻ → 2 [Ал (ох) ₄] ⁻ + 3Х₂
Да би сузбијали реакцију еволуције водоника, обично се додају неки легирски елементи или инхибитори.
Практичне апликације: алуминијумске батерије имају веома високу теоријску густину енергије, али практичне апликације утичу различите факторе, попут концентрације електролита, температуре и густине струје.
Резиме:
Батерија генерише електричну енергију кроз оксидацију алуминијума и смањење кисеоника, са финалним производом првенствено је калијум тетрахидроксоалумани
к [ал (ох) ₄] растворен у електролиту.
У електролитном праху Калијум хидроксид КОХ) решење, принцип реакције је следећи:
Корак |
Једначина |
Објашњење |
|
Анода (главна) |
Ал + 4ОХ⁻ → [Ал (ОХ) ₄] ⁻ + 3е⁻ |
Алуминијум оксидација |
|
Катода (главна) |
О₂ + 2Хо + 4е⁻ → 4ОХ⁻ |
Смањење кисеоника |
|
Ал3⁺преципитација |
4ал + 3о₂ + 6ХоО + 4ОХ⁻ → 4 [ал (ох) ₄] ⁻ |
Ал3⁺преципитација |
|
Општа реакција |
4ал + 3о₂ + 6Хо + 4КОХ → 4К [ал (ох) ₄]
или
4ал + 3о₂ + 6ХоО + 4КОХ → 4Калоу ⋅кХ2О
|
Коначни производи главне реакције су растворљиве воде 4К [АЛ (ОХ) ₄] или Кало₂ |
|
Аноде Сиде реакција |
2ал + 6Хо → 2ал (ох) ₃↓ + 3Х₂↑ |
Еволуција водоника |
|
10. Складиштење, чишћење и водена верзија и одржавање
Заустављање употребе више од 2 сата
Ако не користите лампу више од 2 сата, излијте електролит или слану воду да бисте потпуно зауставили електрохемијску реакцију, то помаже у спречавању непотребног губитка снаге.
Дневни чек за провлачивост
Надгледајте алуминијум хидроксид унутар лампе, ако чврсте честице престану да теку несметано, излију старо раствор и замените је свежим електролитом или сланом водом, ЛФ је предуго, честице могу отежавати, чишћења је отежавало.
Дугорочно складиштење
Пре складиштења лампе, испразните раствор електролита или слану воду, очистите претинце за батерије и електроде и држите их сувим. Ово спречава оштећења и одржава вашу лампу у добром стању за будућу употребу.
⚠ Упозорење:
Редовно проверите флуидност електролита ⚠
Користећи
Алуминијум-ваздушни генератор више од 8 сати: Ако требате да користите генератор непрекидно више од 8 сати, постоје две опције. Прво, док се приближавате 8-сатној марки, проверите ниво течности у коморама како бисте осигурали да и даље у потпуности подузмете електродне плоче. Ако је ниво воде опао, додајте малу количину воде по потреби. Ако вода није доступна и морате да наставите да користите генератор, отворите горњу навојну капу да помогнете да се распршива топлота. Ово ће спречити прегревање и осигурати стабилне перформансе.
Редовно проверите флуидност слане воде ⚠
Флуидност слане воде треба да се провери сваких 4-6 сати, у зависности од потрошње електричне енергије повезаног уређаја.
❌ Ако течност постане густа или мање течна, може утицати на перформансе.
✅ Да бисте осигурали оптималан рад, очистите и замените га свежим сланим водом, ако је потребно, ако је потребно.
Да се настави део 3