A
9. Utaratibu wa kizazi cha Aluminium-hewa jenereta taa ya taa inayoendeshwa na suluhisho la elektroni ya alkali na tabia yake ya uzalishaji wa mumunyifu wa potasiamu aluminate '(sahani ya alumini + poda ya umeme + maji = jenereta).
Ikiwa maji ya chumvi hubadilishwa na elektroni ya alkali, kanuni ya uzalishaji wa nguvu na mchakato wa athari ya betri ya aluminium itatofautiana. Chini ni uchambuzi wa kina:
Betri ya aluminium-hewa hutoa umeme kwa kutumia alumini kama anode na oksijeni kutoka hewa kama cathode katika suluhisho la potasiamu hydroxide (KOH) alkali ya elektroni kupitia athari ya redox.
Mchakato wa majibu ya kina:
1. Anode (elektroni ya aluminium): Aluminium hupitia mmenyuko wa oksidi katika mazingira ya alkali, kupoteza elektroni na kutengeneza ions za aluminate. Kwa sababu ya uwepo wa hydroxide ya potasiamu, aluminate iliyotengenezwa kimsingi inapatikana katika mfumo wa tetrahydroxoaluminate ions [Al (OH) ₄] ⁻) katika suluhisho.
AL + 4OH⁻ → [AL (OH) ₄] ⁻ + 3E−
2. Cathode (elektroni ya hewa): oksijeni kutoka hewa hupunguzwa kwenye uso wa cathode, ikiguswa na maji kuunda ions za hydroxide (OH⁻). Utaratibu huu kawaida unahitaji kichocheo cha kupunguza nishati ya uanzishaji, kama kaboni iliyoamilishwa au vichocheo vingine vya chuma visivyo vya thamani.
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻
3. Electrolyte (suluhisho la KOH): Suluhisho la hydroxide ya potasiamu hutoa mkusanyiko mkubwa wa ions za hydroxide, kukuza oxidation ya alumini na kupunguzwa kwa oksijeni. Wakati huo huo, hufanya kama conductor ya ionic, kudumisha usawa wa malipo ndani ya betri.
4. Mmenyuko wa jumla: Kuchanganya athari za anode na cathode hutoa usawa wa athari ya jumla. Ili kusawazisha malipo na idadi ya atomi, kawaida hutegemea atomi 4 za alumini:
4Al + 3o₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [Al (OH) ₄]
Au imeandikwa kwa fomu ya ioniki:
4Al + 3o₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [Al (OH) ₄] ⁻
5. Bidhaa za athari: Bidhaa kuu ya athari ni potasiamu tetrahydroxoaluminate (K [Al (OH) ₄]), ambayo inayeyuka katika suluhisho la KOH. Katika hali nyingine, ikiwa suluhisho limepitishwa zaidi, hydroxide ya alumini (Al (OH) ₃) inaweza kuunda.
Vidokezo
vya Ddination:
Filamu ya Passivation: Katika mazingira yasiyokuwa ya alkali au dhaifu ya alkali, filamu ya oksidi huunda kwa urahisi kwenye uso wa alumini, inazuia athari. Walakini, katika suluhisho la juu la KOH, filamu hii ya oksidi imefutwa, kuhakikisha kuwa alumini inaweza kuendelea kuongeza oksidi.
Mmenyuko wa Mageuzi ya Hydrogen (HER): Chini ya hali ya alkali, alumini inaweza pia kupitia athari ya mabadiliko ya hidrojeni, ambayo ni athari ya upande ambayo inapunguza ufanisi wa betri.
2Al + 6H₂O + 2OH⁻ → 2 [Al (OH) ₄] ⁻ + 3H₂
Ili kukandamiza mmenyuko wa mabadiliko ya hidrojeni, vitu vingine vya kujumuisha au vizuizi kawaida huongezwa.
Maombi ya vitendo: Betri za aluminium-hewa zina wiani mkubwa wa nishati ya kinadharia, lakini matumizi ya vitendo huathiriwa na sababu mbali mbali, kama vile mkusanyiko wa elektroliti, joto, na wiani wa sasa.
Muhtasari:
Betri hutoa nishati ya umeme kupitia oxidation ya alumini na kupunguzwa kwa oksijeni, na bidhaa ya mwisho kimsingi kuwa potasiamu tetrahydroxoaluminate
K [Al (OH) ₄] kufutwa katika elektroni.
Katika suluhisho la umeme wa potasiamu hydroxide KOH), kanuni ya athari ni kama ifuatavyo:
Hatua |
Equation |
Maelezo |
|
Anode (kuu) |
AL + 4OH⁻ → [AL (OH) ₄] ⁻ + 3E⁻ |
Aluminium oxidation |
|
Cathode (kuu) |
O₂ + 2H₂O + 4E⁻ → 4OH⁻ |
Kupunguza oksijeni |
|
Al3⁺precipitation |
4Al + 3o₂ + 6H₂O + 4OH⁻ → 4 [Al (OH) ₄] ⁻ |
Al3⁺precipitation |
|
Majibu ya jumla |
4Al + 3o₂ + 6H₂O + 4KOH → 4K [Al (OH) ₄]
au
4Al + 3o₂ + 6H₂O + 4KOH → 4kalo₂ ⋅xH2O
|
Bidhaa za mwisho za athari kuu ni maji mumunyifu 4k [Al (OH) ₄] au Kalo₂ |
|
Athari ya upande wa anode |
2AL + 6H₂O → 2AL (OH) ₃ ↓ + 3H₂ ↑ |
Mageuzi ya haidrojeni |
|
10. Hifadhi, kusafisha na toleo la maji na matengenezo
Kuacha matumizi kwa zaidi ya masaa 2
Ikiwa hautatumia taa kwa zaidi ya masaa 2, mimina elektroli au maji ya chumvi ili kuzuia kabisa athari ya umeme, hii inasaidia kuzuia upotezaji wa nguvu isiyo ya lazima.
Angalia kila siku kwa mtiririko
Fuatilia hydroxide ya alumini ndani ya taa, lf chembe ngumu huacha kutiririka vizuri, kumwaga suluhisho la zamani na kuibadilisha na elektroliti safi au maji ya chumvi, LF iliyoachwa kwa muda mrefu, chembe zinaweza kuwa ngumu, na kufanya kusafisha ngumu.
Hifadhi ya muda mrefu
Kabla ya kuhifadhi taa, toa suluhisho la elektroni au maji ya chumvi, safisha chumba cha betri na sahani za elektroni, na uziweke kavu. Hii inazuia uharibifu na kuweka taa yako katika hali nzuri kwa matumizi ya baadaye.
Onyo:
Angalia umeme wa umeme wa umeme mara kwa mara ⚠
Kutumia
Jenereta ya aluminium-hewa kwa zaidi ya masaa 8: Ikiwa unahitaji kutumia jenereta kuendelea kwa zaidi ya masaa 8, kuna chaguzi mbili. Kwanza, unapokaribia alama ya masaa 8, angalia kiwango cha kioevu kwenye vyumba ili kuhakikisha kuwa bado inaingiza kikamilifu sahani za elektroni. Ikiwa kiwango cha maji kimeshuka, ongeza kiwango kidogo cha maji kama inahitajika. Ikiwa maji hayapatikani na unahitaji kuendelea kutumia jenereta, fungua kofia ya juu ili kusaidia kumaliza joto. Hii itazuia overheating na kuhakikisha utendaji thabiti.
Angalia maji ya chumvi mara kwa mara ⚠
Uwezo wa maji ya chumvi unapaswa kukaguliwa kila masaa 4-6, kulingana na matumizi ya nguvu ya kifaa kilichounganika.
❌ Ikiwa kioevu kinakuwa nene au maji kidogo, inaweza kuathiri utendaji.
✅ Ili kuhakikisha operesheni bora, safi na ubadilishe na maji safi ya chumvi mara moja ikiwa inahitajika.
Ili kuendelea sehemu ya 3