Bateria ng Aluminum Air: Paano Sila Gumagana?
Mga Bateria maaaring maging mahirap. Ang hindi pagiging madaling dalhin ng mga bateria ay nagpapahinto sa kanila mula sa pagiging isang pinagmulan ng enerhiya sa maraming iba't ibang mga kagamitan at aplikasyon kung saan ang pagiging maluwag ay mahalaga.
Ang aluminum air battery ay nakakatugon sa isyung ito. Ito ay gumagamit ng hangin bilang cathode, na siyang nagpapabawas ng bigat nito.
Sa isang aluminum air battery, ang aluminum ang ginagamit bilang anode, at ang hangin (ang oxygen sa hangin) ang ginagamit bilang cathode. Ito ay nagreresulta sa mataas na energy density – o ang enerhiyang naipapala kada yunit ng bigat ng bateria – kumpara sa ibang tradisyonal na mga bateria.
Bagaman, ang aluminum air battery ay hindi pa komersyal na ginagawa, pangunahin dahil sa mataas na gastos ng produksyon ng anode, pati na rin ang mga isyu sa corrosion ng aluminum anode dahil sa carbon dioxide sa hangin. Dahil dito, ang paggamit ng bateriyang ito ay limitado sa pangunahing militar na aplikasyon.
Ang mataas na energy density ng aluminum air battery nangangahulugan na may mataas na potensyal itong gamitin sa mga elektrikong sasakyan.
Ang paggawa ng aluminum air battery ay napaka-simple – at maaari itong gawin gamit ang mga simpleng bahay-kubohan. Ipaglaban natin ang isang DIY (Do It Yourself) guide sa paggawa ng aluminum air battery.
Pagsusulit ng Aluminum Air Battery
Para sa eksperimentong ito, kinakailangan natin ng,
Aluminum foil.
Saturated solution ng tubig at asin
Bloating papers
Fine charcoal dust.
Dalawang maliit na piraso ng electric wires at
Isang light emitting diode.
Proseso ng Paggawa ng Simple Aluminum Air Battery
Kumuha lamang ng isang piraso ng aluminum foil at ihanda ito sa mesa. Sa isang kaldero, gawin ang saturated solution ng tubig at asin. Kumuha ng isang piraso ng bloating paper. Ihiga ang piraso ng bloating paper sa saturated salt solution.
Pagkatapos, ilagay ang nasa gitna ng bloating paper na na-soak sa aluminum foil. Ilagay ang fine charcoal dust sa ibabaw ng bloating paper. Pagkatapos maglagay ng non-insulated wire lead sa charcoal dust, takpan ito ng isa pang piraso ng bloating paper na na-soak sa salt solution ng parehong laki. Ngayon, tiyakin na ma-rollo ito nang masikip upang walang charcoal dust ang makadirektang makasalamuha sa aluminum foil at ang insulated portion ng lead wire ay lumabas sa isang dulo ng roll. Kumuha ng isa pang wire at i-fix ang non-insulated portion ng wire sa aluminum foil. Ngayon, kung i-connect natin ang isang low rated light emitting diode (LED) sa dalawang leads (isa mula sa charcoal at isa mula sa aluminum foil) at pindutin ang roll, ang LED ay magliliwanag.
Pamumuhun ng Trabaho ng Aluminum Air Battery
Tulad ng ipinapakita sa larawan, ang isang aluminum air battery ay may air cathode na maaaring gawa ng silver-based catalyst at ito ang tumutulong na hadlangin ang CO2 na makapasok sa bateria ngunit ito ay nagbibigay-daan para sa O2 na makapasok sa electrolyte. Ang oxygen na ito ay sumasama sa H2O sa KOH electrolyte solution, kumukuha ng electrons mula sa solusyon at lumilikha ng OH– ions. Ang mga ion na ito ay sumasama sa Al anode at lumilikha ng Al(OH)3 at inililabas ang electrons. Ang mga electrons na ito ay pagkatapos ay bumabalik sa air anode mula sa aluminum cathode sa pamamagitan ng external circuit upang kompensasyon sa kakulangan ng electrons sa electrolyte solution dahil sa cathode reduction reaction.
Kimikal na Reaksyon ng Aluminum Air Battery
Apat na aluminum atoms sumasama sa 3 oxygen molecules at 6 water molecules at lumilikha ng 4 aluminium hydroxides
Equation ng Aluminum Air Battery
Ang anode oxidation (half-reaction),
Ang cathode reduction (half-reaction),
Kabuuang reaksyon,
Ang Phinergy, isang kilalang Israeli developer company na nakatuon sa paggamit ng metal air battery tulad ng aluminum air battery at zinc air battery. Ang espesyalidad ng air metal battery ay ang pagkuha ng oxygen mula sa ambient air. Ang aluminum air battery ay may napakataas na energy density, ito ay aabot sa 300 Wh per one lb ng aluminum. Ang power density nito ay din napakataas, humigit-kumulang 30 Watt/lb.
Ang uri ng bateria na ito ay hindi maaaring elektrikamente ibalik sa full charge. Sa pamamaraan, ito ay isang primary battery. Ngunit ang kahirapan ng pagbabalik-charge ay maaaring malampasan sa pamamagitan ng mekanikal na proseso ng pagbabalik-charge. Ang mekanikal na pagbabalik-charge ng aluminum air cell ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagpapalit ng aluminum electrode. Sa prosesong ito, maaaring ibalik ang bateria sa kanyang fully charged condition mula sa discharged battery cell stack.
Dahil sa mataas na energy at power densities, ang mga pasilidad ng mekanikal na pagbabalik-charge, ang aluminum air battery ay maaaring ang pinakasagana na alternative ng petroleum fuel para sa sasakyan sa malapit na hinaharap. Ang mga bateria na ito ay may napakababang environmental impact.
Ang pangunahing kabawasan ng teknolohiya na ito ay, ang reaksyon ng CO2 sa aluminum. Ang aluminum ay madaling maapektuhan ng corrosion dahil sa presence ng CO2 sa hangin. Ang problema na ito ay maaaring malampasan sa pamamagitan ng pagpapakilala ng espesyal na air electrode na maaaring hadlangin ang CO2 na makarating sa aluminum sheet. Ang Phinergy ay nangdeveloper ng isang air electrode na may silver-based catalyst at ang estruktura na ito ay nagpapayag sa O2 na makapasok sa aluminum sheet at nagbabawas ng CO2 na makarating.
Pahayag: Respetuhin ang original, mahalagang mga artikulo na karapat-dapat na ibahagi, kung may infringement pakiusap na ilipat ang pag-delete.
