Alumīnija gaisa akumulators: Kā tie strādā?
Akkumulators var būt var pārāk smagi. Šis trūkums liek akkumulatoriem būt nepiemērotiem daudzās ierīcēs un lietojumos, kur svarīgi ir būt vieglam.
Aluminium gaisa akkumulators pārvar šo problēmu. Tas izmanto gaisu kā katodu, kas nozīmēciski samazina tā svaru.
Aluminium gaisa akkumulatorā aluminium tiek izmantots kā anoda, bet gaisa (gaisa sastāvdaļa skābeklis) kā katoda. Tas rezultē ļoti augstā enerģijas blītībā — t.i., enerģijas ražojuma vienībai svaram no akkumulatora — salīdzinājumā ar citiem konventionālajiem akkumulatoriem.
Neskatoties uz to, aluminium gaisa akkumulators nav plaši pieejams rūpnieciskā produkcijā, galvenokārt tāpēc, ka anodas ražošanas izmaksas ir pārāk augstas, kā arī tādēļ, ka aluminium anoda saskaras ar koroziju dēļ gaisā esošā oglekļa dioksīda. Tāpēc šāda akkumatora lietošana ir ierobežota galvenokārt militārām lietotnēm.
Aluminium gaisa akkumatora augstā enerģijas blītība nozīmē, ka to var izmantot elektrisko transportlīdzekļu energijas avotā.
Aluminium gaisa akkumatora izgatavošana ir ļoti vienkārša — to var izveidot, izmantojot mājsaimniecības priekšmetus. Mēs apskatīsim DIY (Do It Yourself) vadību, kā izgatavot aluminium gaisa akkumatoru.
Aluminium gaisa akkumatora eksperiments
Lai veiktu šo eksperimentāli, mums ir nepieciešami,
Aluminium folija.
Saturēts ūdens un sāls risinājums
Aploksnes
Sīki sagrieztā ugunsdzīve.
Divas mazas elektroda dārzeņu gabaliņas un
Viens gaismas dioda emitora elements (LED).
Vienkārša aluminium gaisa akkumatora izgatavošanas procedūra
Izmantojiet gabaliņu aluminium folijas un izklājiet to uz galds. Karotāvā pagatavo saturētu ūdens un sāls risinājumu. Izmantojiet aploksni. Uziet aploksni saturētā sāla risinājumā. Pēc tam izklājiet nomocīto aploksni uz aluminium folijas. Tagad izklājiet dažas sīkas ugunsdzīves gabaliņus uz aploksni. Pēc tam, kad jūs esat novietojis neizolētu vadiņu ugunsdzīvē, aizklājiet to ar citu nomocīto aploksni tāda paša izmēra. Tagad cieši sakārtojiet visu tā, lai nekāds ugunsdzīves pulveris neatradtos tieši uz aluminium folijas un izolēta vadiņa daļa izrietētu no vienas beigas. Tagad izmantojiet citu vadiņu un saistiet to ar aluminium foliju. Ja tagad mēs savienojam zemspēja gaismas dioda emitora elementu (LED) ar abiem vadiņiem (vienu no ugunsdzīves un otru no aluminium folijas) un spiediet rotāciju ar mūsu pikas, LED spīdēs.
Aluminium gaisa akkumatora darbības princips
Kā redzams attēlā, aluminium gaisa akkumatorā ir gaisa katode, kas var būt izgatavota no sidraba pamata katalizatora, kas palīdz bloķēt CO2, lai tā neiegādotos akkumatorā, bet atļauj O2 iegādāties elektrolītā. Tad šis skābeklis reaģē ar H2O KOH elektrolīta risinājumā, ņem elektronus no risinājuma un rad OH– jonus. Šie joni pēc tam asociējas ar aluminium anodas un rad Al(OH)3 un izdalās elektronu. Šie elektronu pēc tam plūst no gaisa anodas uz aluminium katodu caur ārējo shēmu, lai kompensētu trūkumu elektronos elektrolīta risinājumā dēļ katodas redukcijas reakcijas.
Aluminium gaisa akkumatora ķīmiskā reakcija
Četri aluminium atomi reaģē ar trim oksīga molekulām un sešām ūdens molekulām un ražo četrus aluminium hidroksīdus
Aluminium gaisa akkumatora vienādojums
Anodas oksidācija (pusreakcija),
Katodas redukcija (pusreakcija),
Kopējā reakcija,
Phinergy, labi pazīstama Izraēlas uzņēmums, kas specializējas metāla gaisa akkumatoru, piemēram, aluminium gaisa akkumatoru un cinka gaisa akkumatoru izmantošanā. Metāla gaisa akkumatoru specifičitāte ir tā, ka tie ņem skābekli no apkārtējā gaisa. Aluminium gaisa akkumatora enerģijas blītība ir ļoti augsta, tāpat kā 300 Wh par vienu ib aluminium. Tā varbūtība ir arī ļoti augsta, aptuveni 30 Vati/lb.
Šāda veida akkumatoru nevar elektriski uzlādēt. Būtībā tas ir primārais akkumulators. Tomēr lādēšanas grūtības var pārvarēt mehāniskā lādēšanas procesā. Aluminium gaisa čūskas mehāniskā lādēšana notiek, aizvietojot aluminium elektrodu. Šajā procesā akkumulators var tikt pārveidots no izlādētā akkumatora pilnībā uzlādētā stāvoklī. Tāpēc, tās augstā enerģijas un varbūtības dēļ, kā arī mehāniskās lādēšanas iespējām, aluminium gaisa akkumators drīzā nākotnē varētu būt vispiemērotākais alternatīvs naftas kurpele auto transportam. Šie akkumatori arī ir ļoti zems vides ietekmes.
Šīs tehnoloģijas galvenais trūkums ir CO2 reakcija ar aluminium. Aluminium ļoti viegli saskaras ar koroziju dēļ CO2 gaisā. Šo problēmu var pārvarēt, ieviešot īpašu gaisa elektrodu, kas var novērst CO2, lai sasniedzētu aluminium lapu. Phinergy ir izstrādājis gaisa elektrodu ar sidraba pamata katalizatoru, kas ļauj O2 iegādāties aluminium lapā un novērš CO2 iegādāties.
Paziņojums: Cienījamās oriģinālas, labas raksti vērts dalīties, ja ir pārkāpumi, lūdzu, sazinieties, lai dzēst.
