Elektrokemiska reaktionsprinciper och huvudprodukter från Al-Air Generator Power Lamp i alkalisk elektrolyt

Teknisk diskussion och kunskapsutbyte om kraftproduktionsprinciper och praktiska tillämpningar av aluminium-luftgeneratorer

I kaliumhydroxidlösning (KOH) -lösning involverar aluminium-luftbatterireaktionerna aluminiumoxidation vid anoden och syre-reduktionen vid katoden, vilket producerar kaliumaluminat (kalo₂) som den huvudsakliga lösliga aluminiuminnehållande produkten, tillsammans med vätgas som en sidoprodukt.

Reaktionsprincip i KOH -lösning

Anod (oxidation) reaktion:

Aluminium reagerar med KOH och vatten för att bilda kaliumaluminat (Kalo₂) och vätgas (H₂). Den balanserade reaktionen är:

2Al+2KOH+6H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑+4H₂O

Mer exakt, förenklad som:

2Al+2KOH+2H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑

Detta visar att aluminium oxideras för att bilda kalium aluminerar, medan vätgas utvecklas som en sidoprodukt.

Katod (reduktion) reaktion:

Syre från luft reduceras i den alkaliska elektrolyten:

O₂+2H₂O+4E− → 4OH−

Övergripande reaktion:

Genom att kombinera anod- och katodreaktioner kan den övergripande cellreaktionen skrivas som:

4Al+4KOH+6H₂O+3O₂ → 4Kalo₂+3H₂O+6OH−

eller mer vanligt förenklad för att visa bildandet av kalium aluminat och vätgas:

2Al+2KOH+2H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑

Huvudreaktioner och sidoreaktioner

Huvudreaktion: Bildning av kaliumaluminat (Kalo₂) genom aluminiumoxidation i alkalisk lösning. Detta är den önskade elektrokemiska reaktionen som är ansvarig för elproduktion.

Sidan (parasitisk) reaktion: väteutveckling från aluminiumkorrosion, som konsumerar aluminium och elektrolyt utan att producera användbar elektrisk energi, vilket minskar effektiviteten.

Dessutom kan kaliumaluminat (kalo₂) hydrolysera och fälla ut som aluminiumhydroxid:

Kalo₂+2h₂o⇌koh+Al (OH) ₃ ↓

Här utfälls olöslig aluminiumhydroxid (AL (OH) ₃) som en biprodukt, vilket kan påverka elektrolytkonduktivitet och batteriprestanda.

Kaliumjonens roll (K⁺)

Kaliumjoner (K⁺) deltar inte direkt i redoxreaktionerna utan fungerar som laddningsbalanseringsjoner i elektrolyten och bildar kaliumaluminat (Kalo₂) som ett lösligt komplex. De upprätthåller elektrolytkonduktivitet och neutralitet men konsumeras inte eller produceras i redoxprocessen.

Sammanfattning med kalium aluminat i reaktionsekvationen

Balanserad anodreaktion inklusive kaliumaluminat:

2Al+2KOH+6H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑+4H₂O

eller förenklad:

2Al+2KOH+2H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑

Denna ekvation inkluderar uttryckligen kaliumaluminat (Kalo₂) som huvudprodukten av aluminiumoxidationen i KOH -elektrolyt.

Sammanfattning:

Reaktionstyp	Reaktionsekvation	Reaktionsprodukter	Anmärkningar
Huvudreaktion (aluminiumoxidation)	2Al+2KOH+2H₂O → 2Kalo₂+3H₂ ↑	Kalium aluminat （kalo₂） Väte （H₂）	Kalo₂ är den huvudsakliga lösliga produkten, H₂ är en biprodukt
Syrgasreduktion	O₂+2H₂O+4E− → 4OH−	Hydroxyljon （OH⁻）	Positiv elektrodreaktion
Kalium aluminerar hydrolys	Kalo₂+2h₂o⇌koh+Al (OH) ₃ ↓	Aluminiumhydroxidutfällning （AL (OH) ₃）	Biprodukt, som påverkar batteriets prestanda

Detta återspeglar den kärnelektrokemiska processen i aluminium-luftbatterier som arbetar i kaliumhydroxidlösning, vilket belyser bildningen av kalium aluminerar som huvudprodukt och vätgas som sidoprodukten, med kaliumjoner som fungerar som elektrolytbärare men inte direkt involverade i redox

Applikationer av al-air generator power lamp

• Nödkraftsförsörjning
  ger tillförlitlig belysning och kraftstöd under strömavbrott eller nödsituationer.

• Katastrofhjälpsinsatser
  som är lämpliga för humanitärt bistånd i konfliktzoner, flyktingläger och katastrofplatser, vilket säkerställer grundläggande belysning och enhetsladdning.

• Utomhusaktiviteter
  bärbar belysning och mobil kraftkälla för camping, fältforskning, vandring och andra utomhusscenarier.

• Nattens säkerhetsbelysning
  ger säker belysning på natten, vilket förbättrar säkerheten i mörka miljöer.

• Laddning av mobila enheter
  laddar telefoner, digitala kameror, små fläktar och andra enheter via USB- och Type-C-portar.

• Miljövänlig kraftkälla
  använder miljövänliga elektrolyter såsom saltvatten, vilket ger ingen förorening eller skadligt avfall och är grönt och hållbart.

Om du har några förfrågningar eller vill delta i tekniska diskussioner angående principerna om aluminium-air batteringenerering och tillverkningstekniker, eller om Al-Air Generator och Al-Air Generator Power Lamp-produkter och deras applikationer, vänligen kontakta oss.

Vi välkomnar samarbete och kunskapsutbyte för att främja utvecklingen och praktisk användning av energilösningar för aluminium-luft.

Om du vill ha det mer formellt, vänligt eller kortfattat kan jag hjälpa till att justera därefter!