அலுமினியம்-காற்று பேட்டரி உப்பு நீர் விளக்குகள்: பயன்படுத்துவதற்கான கொள்கை மற்றும் முன்னெச்சரிக்கைகள்

இயக்கக் கொள்கை

அலுமினிய-காற்று பேட்டரி உப்பு நீர் விளக்குகள் உப்புநீரில் (எலக்ட்ரோலைட்) அலுமினியத்திற்கும் ஆக்ஸிஜனுக்கும் இடையிலான மின் வேதியியல் எதிர்வினை மூலம் மின்சாரத்தை உருவாக்குகின்றன. அலுமினிய அனோட் காற்று கேத்தோடு தொடர்பு கொள்ளும்போது, அது ஆக்ஸிஜனேற்றத்திற்கு உட்படுகிறது, எலக்ட்ரான்களை வெளியிடுகிறது மற்றும் அலுமினிய அயனிகளை உருவாக்குகிறது. சம்பந்தப்பட்ட வேதியியல் எதிர்வினைகள் பின்வருமாறு:

இந்த எதிர்வினையில், அலுமினியம் (AL) ஆக்ஸிஜன் (O₂) மற்றும் நீர் (H₂O) உடன் வினைபுரிந்து அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடு (AL (OH) ₃) ஐ உருவாக்குகிறது, இது ஒரு தோல்வியாக இருக்கும். காலப்போக்கில், இந்த திட துகள்கள் பெரிய படிக கட்டமைப்புகளை உருவாக்கலாம். பொருத்தமான நிலைமைகளின் கீழ், அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடு மேலும் நீரிழப்பு அலுமினிய ஆக்சைடு (அலோ) ஆக மாறக்கூடும், இதன் விளைவாக கான்கிரீட் போன்ற கடினமான திடமானது. இந்த சிறப்பியல்பு இதன் விளைவாக வரும் திடத்தை குறிப்பிடத்தக்க அழுத்தம் மற்றும் வெளிப்புற சக்திகளைத் தாங்க அனுமதிக்கிறது.

அல்கலைன் எலக்ட்ரோலைட்டுகளைப் பயன்படுத்துவதன் தாக்கம்

உப்புநீரை ஒரு கார எலக்ட்ரோலைட் (சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு, NAOH, அல்லது பொட்டாசியம் ஹைட்ராக்சைடு, KOH போன்றவை) மாற்றினால், இயக்கக் கொள்கைகள் மற்றும் எதிர்வினை செயல்முறைகள் வேறுபடும். கார சூழல்களில், அலுமினியத்திற்கும் ஆக்ஸிஜனுக்கும் இடையிலான எதிர்வினை முதன்மை மின் வேதியியல் எதிர்வினையாகவே உள்ளது. இருப்பினும், அலுமினியச் சுற்றுச்சூழல் அலுமினியத்தின் செயலற்ற அடுக்கைக் குறைப்பதால், அதன் மின் வேதியியல் செயல்பாடு மேம்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு கார எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள எதிர்வினைகள் பின்வருமாறு குறிப்பிடலாம்:

இந்த வழக்கில், அலுமினியம் ஹைட்ராக்சைடு அயனிகள் (OH⁻) மற்றும் ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிந்து அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடு அயனிகளை உருவாக்குகிறது.

ஹைட்ரஜன் பரிணாம நிகழ்வு

வலுவான கார சூழல்களில், அலுமினியம் ஹைட்ரஜன் பரிணாம அரிப்புக்கு உட்பட்டு, ஹைட்ரஜன் வாயுவை வெளியிடுகிறது. வேதியியல் எதிர்வினைகள் பின்வருமாறு:

அல்கலைன் எலக்ட்ரோலைட்டுகளைப் பயன்படுத்துவதன் தாக்கம்

உப்புநீரை ஒரு கார எலக்ட்ரோலைட் (சோடியம் ஹைட்ராக்சைடு, NAOH, அல்லது பொட்டாசியம் ஹைட்ராக்சைடு, KOH போன்றவை) மாற்றினால், இயக்கக் கொள்கைகள் மற்றும் எதிர்வினை செயல்முறைகள் வேறுபடும். கார சூழல்களில், அலுமினியத்திற்கும் ஆக்ஸிஜனுக்கும் இடையிலான எதிர்வினை முதன்மை மின் வேதியியல் எதிர்வினையாகவே உள்ளது. இருப்பினும், அலுமினியச் சுற்றுச்சூழல் அலுமினியத்தின் செயலற்ற அடுக்கைக் குறைப்பதால், அதன் மின் வேதியியல் செயல்பாடு மேம்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு கார எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள எதிர்வினைகள் பின்வருமாறு குறிப்பிடலாம்:

இந்த எதிர்வினைகள் வலுவான கார சூழல்களில் ஹைட்ரஜன் பரிணாம வளர்ச்சியை விளக்குகின்றன, இது பேட்டரி செயல்திறன் குறைவதற்கு வழிவகுக்கும்.

திட உருவாக்கம் மற்றும் கடினப்படுத்துதல்

கார சூழல்களில், அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடு அயனிகளின் செறிவு அவை திடமான துகள்களை வளர்ப்பதற்கும் உருவாக்குவதற்கும் போதுமானதாக மாறும். காலப்போக்கில், இந்த துகள்கள் பெரிய படிகங்களாக ஒருங்கிணைக்கப்படலாம். திடப்படுத்துவதற்கான காரணங்கள் பின்வருமாறு:

1. மழைப்பொழிவு மற்றும் திரட்டுதல்:

உருவாக்கப்பட்ட அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடு எலக்ட்ரோலைட்டில் துரிதப்படுத்துகிறது மற்றும் படிப்படியாக பெரிய துகள்களை உருவாக்குகிறது.

2. நீரிழப்பு மாற்றம்:

சில நிபந்தனைகளின் கீழ், அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடு நீரிழப்பு மற்றும் கடினமான அலுமினிய ஆக்சைடு (அலோ) ஆக மாற்றப்படலாம், இதன் விளைவாக மிகவும் கடினமான திடமானது.

3. சுற்றுச்சூழல் பாதிப்பு:

கார சூழல் இதன் விளைவாக ஏற்படும் திடமான பொருளில் அடர்த்தியான கட்டமைப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும், அதன் கடினத்தன்மையை அதிகரிக்கும்.

சுருக்கம்

ஆகவே, உப்புநீரை ஒரு கார எலக்ட்ரோலைட் மூலம் மாற்றுவது ஒத்த இயக்கக் கொள்கைகள் மற்றும் எதிர்வினை செயல்முறைகளை விளைவிக்கும் அதே வேளையில், அலுமினிய உலோகம் மற்றும் ஹைட்ரஜன் பரிணாம அரிப்பு ஆகியவற்றின் செயல்பாட்டில் கார சூழலின் செல்வாக்கு இறுதி திடமான தயாரிப்புகள் மற்றும் அவற்றின் பண்புகளில் வேறுபாடுகளுக்கு வழிவகுக்கும். இந்த மாற்றங்கள் எதிர்வினை செயல்திறனை மேம்படுத்தக்கூடும், ஆனால் சுய அரிப்பு சிக்கல்களையும் அறிமுகப்படுத்தலாம்.

உப்பு நீர் விளக்குகளுக்கான பயன்பாட்டு பரிசீலனைகள்

1. வேதியியல் எதிர்வினைகள்:

உப்பு நீர் சேர்க்கப்படும்போது, அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடை உருவாக்க அலுமினிய தட்டு காற்றில் ஆக்ஸிஜனுடன் வினைபுரிந்து. இந்த கலவை காலப்போக்கில் குவிந்து திடமான துகள்களை உருவாக்குகிறது, அவை இறுதியில் பெரிய வெகுஜனங்களாக ஒன்றிணைக்கப்படலாம்.

1. அலுமினியத் தகடுகளின் நுகர்வு:

அதிக அளவு உப்பு நீர் இருந்தால், அனைத்து அலுமினியத் தகடுகளும் நுகரப்படும்; குறைவான உப்பு நீர் இருந்தால், முதன்மையாக குறைந்த தகடுகள் நுகரப்படும். இது தட்டுகளிடையே சீரற்ற தடிமன் வழிவகுக்கிறது.

2. திட துகள்களின் தாக்கம்:

வேதியியல் எதிர்வினைகள் தொடர்கையில், உள் அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடு குவிவது மற்றும் திட துகள்களின் உருவாக்கம் அலுமினிய தகடுகளில் அழுத்தத்தை அதிகரிக்கும்.

3. பாய்ச்சல் சோதனை:

உருவாக்கப்பட்ட அலுமினிய ஹைட்ராக்சைடு தினமும் பாய்ச்சலை சரிபார்க்க பரிந்துரைக்கப்படுகிறது. பாய்ச்சல் கணிசமாகக் குறைந்துவிட்டால், அதை புதிய உப்புநீருடன் மாற்றவும்; இல்லையெனில், கடினப்படுத்தப்பட்ட துகள்கள் சுத்தம் செய்வது கடினம்.

5. பிந்தைய பயன்பாட்டு சிகிச்சை:

மூன்று மணி நேரத்திற்குள் பயன்படுத்தப்படாவிட்டால், உடனடியாக காலி செய்து துவைக்கவும் உப்பு நீர் விளக்கின் உட்புறம், பின்னர் அதை ஒரு காற்றோட்டமான பகுதியில் உலர வைக்கும்போது அதை குளிர்ந்த, வறண்ட இடத்தில் சேமிக்கவும்.

6. செயலற்ற நிகழ்வு:

பல பயன்பாடுகளுக்குப் பிறகு, மீதமுள்ள உப்பு நீர் முற்றிலுமாக துவைக்கப்படாமல் போகலாம், இது அலுமினியத் தகடுகளின் மேற்பரப்பில் செயலற்ற தன்மைக்கு வழிவகுக்கிறது. புதிய உப்புநீரை சேர்க்கும்போது, அதை வெளியேற்ற முதலில் விளக்கை இயக்கவும்; இது தட்டுகளில் செயலற்ற அடுக்கை சீர்குலைக்கும் மற்றும் சாதாரண செயல்பாட்டை மீட்டெடுக்கும்.

7. நீண்ட ஆயுள் மற்றும் சூழல் நட்பு அம்சங்கள்:

உப்பு நீர் விளக்குகள் குறைந்தது 120 மணிநேர சேவை ஆயுளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் சேமிப்பின் போது கூடுதல் பராமரிப்பு தேவையில்லாமல் 20 ஆண்டுகள் வரை சேமிக்க முடியும். ஒரு புதிய வகை சுற்றுச்சூழல் நட்பு தயாரிப்பாக, அவை அவசர விளக்குகள், கற்பித்தல் கருவிகள் அல்லது வீடுகள், ஹோட்டல்கள், தீயணைப்பு காட்சிகள், மீன்பிடி பயணங்கள், ஹைகிங் சாகசங்கள், முகாம் உல்லாசப் பயணங்கள் போன்ற பல்வேறு அமைப்புகளில் மின்னணு சாதனங்களை சார்ஜ் செய்வதற்கு ஏற்றவை. ஆர்டர்கள் வரவேற்கப்படுகின்றன!