Magnesiumi akku | Magnesiumi aku keemia konstruktsioon
Maagium kasutatakse alamaterjalina primäärapuud, sest see omab kõrget standardpotentsiaali. See on keevik. See on ka lihtsalt saadaval, sest see on odav metall. Maagium/mangaanidioksiid (Mg/MnO2) aku eluiga on kaks korda pikem, st sama suurusega sink/mangaanidioksiid (Zn/MnO2) aku võimekusest. See säilitab oma võimekust ka hoolduses isegi kõrge temperatuuri korral. Maagiumaku on väga kestev ja hooldusvõimeline, sest tal on alati kaitsekate, mis moodustub loomulikult maagiumanoodi pinna peal.
Maagiumaku hooldusvõime kadub, kui see on osaliselt laetud, ja seetõttu ei ole see sobiv pikaajalisele katkestuslikule kasutamisele. See on peamine põhjus, miks maagiumaku kaotab oma populaarsust ja lüütiumakud võtavad selle turvalt.
Maagiumaku keemia
Primääramaagiumakus kasutatakse maagiumliigendit anoodina ja mangaanidioksiidi katoodimaterjalina. Kuid mangaanidioksiid ei pakku katoodile vajalikku juhtivust, seetõttu lisatakse mangaanidioksiidi aketyülne must, et saavutada vajalik juhtivus. Elektroliidiks kasutatakse maagiumperkloraati. Elektroliidi tõstmiseks lisatakse baarium- ja lüütiumkromaat. Elektroliiti tugevdamiseks lisatakse ka maagiumhydroksiid.
Anoodis toimuv oksideerimisreaktsioon on,
Katoodis toimuv reduktioonireaktsioon on,
Üldine reaktsioon,
Lahtise lülituse voltmeter näitab umbes 2 voltit, kuid teoreetiline väärtus on 2.8 voltit.
Maagiumi korrostumise tõenäosus on väike isegi äärmuslikes keskkonnatingimustes. Raakmaagium reageerib niiskusega ja moodustab oma pinna peal ohuka filmi Mg(OH)2.
See ohutunniste film maagiumiperoksüüdist teenib kui korrastuskaitset maagiumi ümber. Lisaks parandab maagiumile kromaatravihe seda kaitset suurel määral. Kuid kui see kaitsekate perforneeritakse või eemaldatakse aku lahutamise tõttu, toimub korrosioon veerava gaasi tekkel.
See on põhiline maagiumaku keemia.
Maagiumaku ehitus
Ehituse poolest on silindrilised maagiumakud sarnased silindrilistele sink-küljamuurapuudadele. Siin kasutatakse maagiumiliigendit aku peamisena. See liige moodustatakse maagiumist, aluminiumi ja sinki. Katoodimaterjaliks kasutatakse mangaanidioksiidi. Kuna mangaanidioksiidil on nõrgalt juhtivus, lisatakse sellele aketyülne must, et parandada juhtivust. See aitab ka hoida vett katoodis. Selle katoodiseose tugevdamiseks lisatakse bariumkromaat inhibeatorina ja maagiumhydroksiid pH buferina. Elektroliidiks kasutatakse maagiumperkloraati, millega on segatud lüütiumkromaat ja vesi. Katoodiseose tugevdamiseks lisatakse süsinik elektrijuhina. Elektroliidilahusega imdunud kraafipaberid paigutatakse katoodi ja anoodi materjalide vahele eraldajana. Maagiumaku sulgemise disainimisel tuleb anda eriline tähelepanu. Aku sulgemine ei tohi olla nii porne, et aku sees olev vesi evaporeeruks hoolduse ajal, ja see ei tohi olla nii mitteporne, et aku lahutamise käigus tekkinud veergaas ei saaks aku välja jõuda. Seega peaks aku sulgemine hoidma vett aku sees ja samal ajal andma piisavalt ventilt veergaasile, mis tekib aku lahutamise käigus. Seda saab teha, paigutades plastmasulgemisele väikest auke retsentiiringi all. Kui üleliigne gaas väljuks aukest, muutuks retsentiiring rõhu tõttu deformeerunuks, mis tulemusena veergaas väljuks.
Maagiumaku eelised
Tal on väga hea endishooaeg; seda saab hoolduses pidada pikka aega isegi kõrge temperatuuri korral. Need aku saab hoolduses pidada kuni 5 aastani 20oC temperatuuril.
Tal on kaks korda suurem võimekus võrreldes vastavas suurusel Leclanche aku.
Kõrgem aku voltaaž kui sink-küljamuuraku.
Hind on ka mõõdukas.
Maagiumaku puudused
Viivitus (voltaaživiivitus).
Veeergaasi tekkel aku lahutamise käigus.
Soojus genereeritakse kasutamise käigus.
Nõrk hooldus osaliselt laetud aku korral.
Aku ei toodeta enam komertsiliselt.
