Alumiiniumi-õhupatarei toimimine
Akudid võivad olla väga kaalukad. See eelmine takistab akude kasutamist paljudes erinevates seadmetes ja rakendustes, kus on oluline olla kehv.
Alumiiniumi õhukatodaakku selle probleemi ületatakse. See kasutab õhku katodana, mis märkimisväärselt vähendab selle kaalu.
Alumiiniumi õhukatodaakus kasutatakse alumiini anoodina ja õhku (õhu hapniku) katodina. See tulemusena on energia tihedus – st energia ühiku kaalu kohta toodetud – väga kõrge võrreldes teiste tavaliste akudega.
Hoolimata sellest ei toota alumiiniumi õhukatodaakku kaubanduslikult, peamiselt anoodi kõrge tootmiskuluna tõttu ning alumiini anoodi korroosiooniga probleemide tõttu õhu süsiniku dioksiidi tõttu. Seetõttu on selle aku kasutamine piiratud peamiselt sõjalistele rakendustele.
Alumiiniumi õhukatodaaku kõrge energia tihedus tähendab, et neil on suur potentsiaal elektriautoedes kasutamiseks.
Alumiiniumi õhukatodaaku valmistamine on väga lihtne – seda saab teha kasutades lihtsaid kodumaiste esemeid. Vaatame läbi DIY (Do It Yourself) juhendit alumiiniumi õhukatodaaku valmistamiseks.
Alumiiniumi õhukatodaaku eksperiment
Selle eksperimenti loomiseks vajame,
Alumiiniumifolie.
Soolase vee satureeritud lahuse.
Puhastepaber.
Täpne küünna pöövel.
Kaks väikest elektrijuhte ja
Üks valgustava diood.
Lihtsa alumiiniumi õhukatodaaku valmistamise protsess
Võtke alumiiniumifolie tükk ja levitage see laual. Soojenda soolase vee satureeritud lahuse. Võtke puhastepaber. Saa puhastepaber soolase vee satureeritud lahuses nimele. Siis levitage nimele puhastepaber alumiiniumifolie peale. Nüüd panke puhastepaberile veidi küünna pöövel. Pidurdusega juhe asetamisel küünna pööveli peale, katta see sama suurusega soolase vee satureeritud lahuses nimele puhastepaberiga. Nüüd kergita kogu asja nii, et küünna pöövel ei puuduks otse alumiiniumifoliat ja juhe isoleeritud osa tuleks välja ühest lõigust. Nüüd võtke teine juhe ja kinnitage selle isoleerimata osa alumiiniumifoliega. Kui me nüüd need kaks juhet (üks küünna ja teine alumiiniumifoliest) ühendame madala võimsusega valgustava dioodiga (LED) ja vajutame rulli oma sõrmega, siis LED lõhnab.
Alumiiniumi õhukatodaaku töötamise printsiip
Nagu näha paremal, on alumiiniumi õhukatodaakul õhukatod, mis võib olla valmistatud silberipõhise katalüsaatoriga, mis aitab blokeerida CO2 aku sisse sattumist, kuid lubab O2 siseneda elektrolüüsidesse. Siis reageerib see hapnik H2O KOH elektrolüüsilihvas, võtab elektronid lahusest ja loob OH– ioone. Need ioonid seostuvad alumiinianoodiga ja loovad Al(OH)3 ning vabastavad elektronid. Need elektronid liiguvad siis õhukatodast alumiiniumikatodast välise tsükli kaudu, täites puudujääki elektronides elektrolüüsis katodireaktsiooni tõttu.
Alumiiniumi õhukatodaaku keemiline reaktsioon
Neli alumiiniumiatomi reageerivad kolme hapnikumolekuliga ja kuue vee molekuliga, tootes neli alumiiniumihüdroksiidi.
Alumiiniumi õhukatodaaku võrrand
Anoodi oksüdamine (poolreaktsioon),
Katodi redueerimine (poolreaktsioon),
Kokkuvõtlik reaktsioon,
Phinergy, tuntud Iisraeli arendusettevõte, kes keskendub metalli-õhukatodaakute, nagu alumiiniumi-õhukatodaakute ja sinki-õhukatodaakute kasutamisele. Metalli-õhukatodaakute eriline omadus on, et nad võtavad hapniku ümbritsevast õhust. Alumiiniumi õhukatodaaku energia tihedus on väga kõrge, see on kuni 300 Wh ühe naela alumiiniumi kohta. Tema võimsuse tihedus on samuti väga kõrge, umbes 30 Watt/nael.
Sellist tüüpi aku ei saa elektriliselt taaslaadida. See on tegelikult primäraku. Kuid taaslaadimise raskusi saab ületada mehaanilise taaslaadimisprotsessiga. Alumiiniumi õhukatodaaku mehaaniline taaslaadimine toimub alumiiniumielektrodi asendamise kaudu. Selles protsessis saab aku täielikult laetud olekusse laetud aku elementide komplektist.
See teknoloogia peamine ebasoodsus on CO2 reaktsioon alumiiniumiga. Alumiinium kannatab väga kiiresti korroosioonile õhu süsiniku dioksiidi tõttu. Selle probleemi saab ületada erilaadse õhuelektrodi kasutamisega, mis takistab CO2 jõudmist alumiiniumilehele. Phynergy on arendanud õhuelektrodi, mis sisaldab silberipõhist katalüsaatorit, mis lubab O2 siseneda alumiiniumilehele ja takistab CO2 sisenemist.
Teade: Austa originaali, head artiklid on jagamise väärsed, kui on autoriõiguste rikkumine, palun võta ühendust eemaldamiseks.
