Алюминий-ақырсыз батарея: Ешкандай жұмыс істейді?
Батареялар өте жеңіл бола алмайды. Бұл артықшылық батареяларды көптеген жабдықтар мен қолданбаларда энергия булак ретінде қолдануға тыйым салады, себебі оларда жеңіл салмақ маңызды.
Алюминий-ақыр батареясы бұл мәселеңізді шешеді. Ол ақырды катод ретінде қолданып, өзінің салмағын өте азайтады.
Алюминий-ақыр батареясында алюминий анод ретінде, ал ақыр (ақырдагы кисік) катод ретінде қолданылады. Бұл батареяның энергия тығыздығы - басқа салықтық батареяларға қарағанда біріктірілген салмақ бірлігіне есептелген энергия - өте жоғары болады.
Несипті, алюминий-ақыр батареясы коммерциялық өндіріспен қамтылмады, бастапқы себептері - анодтың өндіруіне жоғары қаржы табыс беруі, сондай-ақ алюминий анодтың ақырдағы CO2 негізінде коррозиялауы. Сондықтан бұл батареяның қолданылуы негізінен әскери қолданбалардағы қолданылатын.
Алюминий-ақыр батареясының жоғары энергия тығыздығы электр автомобильдерінде қолданылуына жоғары потенциал береді.
Алюминий-ақыр батареясын жасау өте қарапайым - және үйде пайдаланылатын заттармен істелуі мүмкін. Біз DIY (өзіңіздің елестерімен жасау) гидін алюминий-ақыр батареясын жасау үшін қарастырамыз.
Алюминий-ақыр батареясы эксперименті
Бұл эксперимент үшін бізге қажет:
Алюминий фольга.
Сұйық мен тамақтушы заттардың насытылған шығын.
Жемістердің қағазы.
Жұмсақ ақыр бұлшық аңшысы.
Екі кіші электр жолдары және
Бір жарық жарық диоды.
Жоғары алюминий-ақыр батареясын жасау әдісі
Тағы бір қысқа алюминий фольга алыңыз және масаның астына жаратыңыз. Жұмысқа насытылған сұйық мен тамақтушы заттардың шығынды жасаңыз. Бір қысқа жемістердің қағазын алыңыз. Жемістердің қағазын насытылған тамақтушы заттардың шығынмен жылтырыңыз.
Содан соң, жылтырылған жемістердің қағазын алюминий фольганың астына жаратыңыз. Енді жемістердің қағазына жұмсақ ақыр бұлшық аңшысын тастаңыз. Аңшықтың ішіне жылтырылған жолды қояңыз, содан соң басқа насытылған жемістердің қағазымен басқа таңбалаңыз. Енді барлық нәрсе жақсы түрде жинаңыз, сонда аңшықтың арасына алюминий фольга және жолдың ізоляцияланған бөлігі басқа жағынан шығады. Енді басқа жолды алыңыз және аңшықтың ізоляцияланған бөлігін алюминий фольганың астына жасырыңыз. Егер біз бұл екі жолды (бірі аңшықтан, басқасы алюминий фольгадан) және LED-ді (жеңіл диод) байланыстырсақ, LED жарықтай отырады.
Алюминий-ақыр батареясының жұмыс принципі
Суретте көрсетілгенінің сайын, алюминий-ақыр батареясында ақыр катоды бар, ол серебр қатаңдеткілерінен жасалған және ол CO2 газының батареяға кіріп келуін тыйым салады, бірақ O2 газын қабылдайды. Содан соң, бұл кисік KOH электролит шығында H2O мен реакция жасағанда, шығыннан электрондарды алып, OH– иондарын жасайды. Бұл иондар алюминий анодымен реакция жасағанда Al(OH)3 жасалады және электрондар шығады. Бұл электрондар содан соң алюминий катодынан ақыр катодына дейін сыртқы контур арқылы ағысады, электролит шығындағы электрондардың жетіспесін компенсациялайды.
Алюминий-ақыр батареясының химиялық реакциясы
Төрт алюминий атомы үш кисік молекулаларымен және алты су молекулаларымен реакция жасағанда төрт алюминий гидроксид жасалады.
Алюминий-ақыр батареясының теңдеуі
Анод оксидация (жарты реакция),
Катод редукция (жарты реакция),
Жалпы реакция,
Phinergy, метал-ақыр батареялары, мысалы алюминий-ақыр батареясы және цинк-ақыр батареясын қолдануда қызмет ететін белгілі израиль компаниясы. Метал-ақыр батареялардың өзіндік қасиеті - олар ақырдан кисік алуы. Алюминий-ақыр батареясының энергия тығыздығы өте жоғары, ол әрбір алюминий фунтына 300 Вт-сағат. Оның энергия тығыздығы да өте жоғары, әрбір фунтына 30 Вт.
Бұл түрдегі батарея электрмен жарықтауға болмайды. Негізінен бұл бірінші батарея. Бірақ жарықтау мәселелері механикалық жарықтау арқылы шешіледі. Алюминий-ақыр элементінің механикалық жарықтауы - алюминий электроды ауыстыру арқылы жүзеге асырылады. Бұл процесте, батареяның деңгейін жарықталған элементтен толық жарықталған элементке әкелуге болады.
Оның жоғары энергия және энергия тығыздығы, механикалық жарықтау қасиеттерінен, алюминий-ақыр батареясы жақын арада автомобилдер үшін нефть жылытуының ең ыңғайлы альтернативасы болуы мүмкін. Бұл батареялар өте төмен экологиялық тағылымға ие.
Бұл технологияның негізгі артықшылығы - CO2 алюминиймен реакция жасауы. Алюминий CO2 негізінде өте оңай коррозияланады. Бұл мәселе алюминий листіне CO2 кіріп келуін тыйым салатын арналған ақыр электроды енгізу арқылы шешілетін. Phinergy серебр қатаңдеткілерінен жасалған ақыр электроды өндірді және бұл құрылым O2 алюминий листіне кіріп келуге мүмкіндік береді, бірақ CO2 кіріп келуін тыйым салады.
Пікір: Оригиналды сыйлаңыз, жақсы мақалалар бөлісуғе арналған, егер авторлық құқықтар бұзылса, жою үшін хабарласыңыз.
