Alüminyum hava pil tuzlu su lambaları: Çalışma prensibi ve kullanım için önlemler

İşletme ilkesi

Alüminyum hava pili Tuzlu su lambaları, tuzlu suda (elektrolit) alüminyum ve oksijen arasındaki elektrokimyasal reaksiyon yoluyla elektrik üretir. Alüminyum anot hava katoduna temas ettiğinde, oksidasyona uğrar, elektronları serbest bırakır ve alüminyum iyonları oluşturur. İlgili kimyasal reaksiyonlar aşağıdaki gibidir:

Bu reaksiyonda, alüminyum (AL), floküllü bir katı olarak çökelen alüminyum hidroksit (Al (OH) ₃) üretmek için oksijen (O₂) ve su (H₂O) ile reaksiyona girer. Zamanla, bu katı parçacıklar daha büyük kristal yapılar oluşturmak için toplanabilir. Uygun koşullar altında, alüminyum hidroksit, alüminyum oksit (al₂o₃) olmak için daha da dehidratlayabilir, bu da betona benzer sert bir katı ile sonuçlanır. Bu özellik, sonuçta elde edilen katının önemli basınca ve dış kuvvetlere dayanmasına izin verir.

Alkalin elektrolit kullanmanın etkisi

Tuzlu su bir alkalin elektrolit (sodyum hidroksit, NaOH veya potasyum hidroksit, KOH gibi) ile değiştirilirse, çalışma prensipleri ve reaksiyon süreçleri farklı olacaktır. Alkalin ortamlarında, alüminyum ve oksijen arasındaki reaksiyon birincil elektrokimyasal reaksiyon olarak kalır. Bununla birlikte, alüminyumdaki pasivasyon tabakasını azaltan alkalin ortamı nedeniyle elektrokimyasal aktivitesi arttırılır. Bir alkalin elektrolitteki reaksiyonlar aşağıdaki gibi temsil edilebilir:

Bu durumda alüminyum, alüminyum hidroksit iyonları üretmek için hidroksit iyonları (OH⁻) ve oksijen ile reaksiyona girer.

Hidrojen evrim fenomeni

Güçlü alkalin ortamlarda, alüminyum hidrojen gazını serbest bırakarak hidrojen evrim korozyonuna tabi tutulabilir. Kimyasal reaksiyonlar aşağıdaki gibidir:

Alkalin elektrolit kullanmanın etkisi

Tuzlu su bir alkalin elektrolit (sodyum hidroksit, NaOH veya potasyum hidroksit, KOH gibi) ile değiştirilirse, çalışma prensipleri ve reaksiyon süreçleri farklı olacaktır. Alkalin ortamlarında, alüminyum ve oksijen arasındaki reaksiyon birincil elektrokimyasal reaksiyon olarak kalır. Bununla birlikte, alüminyumdaki pasivasyon tabakasını azaltan alkalin ortamı nedeniyle elektrokimyasal aktivitesi arttırılır. Bir alkalin elektrolitteki reaksiyonlar aşağıdaki gibi temsil edilebilir:

Bu reaksiyonlar, güçlü alkalin ortamlarda hidrojen evrim sürecini göstermektedir, bu da pil performansının azalmasına yol açabilir.

Sağlam oluşum ve sertleşme

Alkalin ortamlarında, alüminyum hidroksit iyonlarının konsantrasyonu, çökeltme ve katı parçacıklar oluşturmaları için yeterince yüksek olabilir. Zamanla, bu parçacıklar daha büyük kristaller halinde toplanabilir. Katılaşmanın nedenleri şunları içerir:

1. Çökeltme ve agregasyon:

Üretilen alüminyum hidroksit elektrolitte çökelir ve yavaş yavaş daha büyük parçacıklar oluşturur.

2. DeHidrasyon Dönüşümü:

Belirli koşullar altında, alüminyum hidroksit dehidrat yapabilir ve daha sert alüminyum oksite (al₂o₃) dönüşebilir, bu da çok sert bir katı ile sonuçlanabilir.

3. Çevresel etki:

Alkalin ortamı, sonuçta katı malzemede daha yoğun yapılara yol açabilir ve sertliğini artırabilir.

Özet

Bu nedenle, tuzlu suyun bir alkalin elektrolit ile değiştirilmesi, benzer çalışma prensipleri ve reaksiyon işlemleri ile sonuçlanırken, alkalin ortamının alüminyum metal ve hidrojen evrim korozyonunun aktivitesi üzerindeki etkisi, son katı ürünlerde ve özelliklerinde farklılıklara yol açabilir. Bu değişiklikler reaksiyon verimliliğini artırabilir, aynı zamanda kendini korozyon sorunlarını da ortaya çıkarabilir.

Tuzlu su lambaları için kullanım hususları

1. Kimyasal reaksiyonlar:

Tuzlu su eklendiğinde, alüminyum plaka alüminyum hidroksit üretmek için havada oksijen ile reaksiyona girer. Bu bileşik zamanla birikir ve sonunda daha büyük kitleler halinde birleşebilen katı parçacıklar oluşturur.

1. Alüminyum plakaların tüketimi:

Büyük miktarda tuzlu su varsa, tüm alüminyum plakalar tüketilecektir; Daha az tuzlu su varsa, öncelikle alt plakalar tüketilecektir. Bu, plakalar arasında düzensiz kalınlığa yol açar.

2. Katı parçacıkların etkisi:

Kimyasal reaksiyonlar devam ettikçe, iç alüminyum hidroksit birikimi ve katı partiküllerin oluşumu alüminyum plakalar üzerindeki basıncı artıracaktır.

3 Akışlanabilirlik Kontrolü:

Üretilen alüminyum hidroksitin akışlanabilirliğini günlük olarak kontrol etmek önerilir. Akışlanabilirlik önemli ölçüde azalırsa, tatlı tuzlu su ile değiştirin; Aksi takdirde, sertleştirilmiş parçacıkların temizlenmesi zor olabilir.

5. Yaşam sonrası tedavi:

Üç saat içinde kullanılmıyorsa, hemen boşaltın ve durulayın Tuzlu su lambasının iç kısmı, havalandırılmış bir alanda serin ve kuru bir yerde saklarken kurutun.

6. Pasivasyon fenomeni:

Çoklu kullanımlardan sonra, artık tuzlu su tamamen durulamaz, bu da alüminyum plakaların yüzeyinde pasivasyona yol açabilir. Yeni tuzlu su eklendiğinde, önce deşarj için lambayı açın; Bu, plakalardaki pasivasyon tabakasını bozacak ve normal çalışmayı geri yükleyecektir.

7. Uzun ömür ve çevre dostu özellikler:

Tuzlu su lambaları en az 120 saatlik bir servis ömrü vardır ve depolama sırasında ek bakım gerektirmeden 20 yıla kadar saklanabilir. Yeni bir çevre dostu ürün türü olarak, evler, oteller, yangın söndürme senaryoları, balıkçılık gezileri, yürüyüş maceraları, kamp gezileri vb.