Алуминијумска ваздушна батерија: Како работат?
Батериите можат да бидат многу тешки. Ова недостаток ги спречува батериите да се користат како извор на енергија во многу различни апликации и применби каде што е важно да се легки.
Алуминискиот воздухен батерија преодолева овој проблем. Таа користи воздух како катод, што значително ја намалува неговата маса.
Во алуминискиот воздухен батерија, алуминиумот се користи како анод, а воздухот (кислородот во воздухот) како катод. Ова резултира со висока енергиска густина - тоа е, енергија произведена по единица маса на батеријата - многу повисока од другите конвенционални батерији.
Иако така, алуминискиот воздухен батерија не се комерцијално производи, главно поради високата цена на производството на анода, како и проблемите со корозијата на алуминиумскиот анод поради ваздушниот диоксид. Збога на тоа, употребата на оваа батерија е ограничена до превасходно воените применби.
Високата енергиска густина на алуминиските воздухни батерији значи дека имаат голем потенцијал за употреба во електрични возила.
Изработувањето на алуминиска воздухна батерија е многу просто - и може да се направи со простите домашни предмети. Ќе обидеме DIY (Do It Yourself) водич за правење на алуминиска воздухна батерија.
Експеримент со Алуминиска Воздушна Батерија
За создавање на овој експеримент ни требаат,
Фолија од алуминиум.
Наситен раствор на вода и сол
Папир за подигнување
Фина пепелска прах.
Две малечки парчиња електрични жици и
Една диода која испушта светлина.
Постапка за Изработување на Проста Алуминиска Воздушна Батерија
Само вземете парче фолија од алуминиум и го распространите на маса. Во чинија направете наситен раствор на вода и сол. Вземете парче папир за подигнување. Намочете го парчето папир за подигнување со наситен раствор од сол. Потоа го разпространите намоченото парче папир за подигнување над фолијата од алуминиум. Сега додадете неколку фини прах од пепел врз папирот за подигнување. После што ставите невизолиран жички водич во прахот од пепел, го покријте со друго парче папир за подигнување на иста големина намочено со раствор од сол. Сега го свитнете целата работа на таков начин што прахот од пепел не може директно да се допре до фолијата од алуминиум и визолираната дел од жичкиот водич да излегува од еден крај на свитокот. Сега вземете друга жица и фиксирајте невизолираната дел на жичката на фолијата од алуминиум. Сега, ако поврземе диода која испушта светлина (LED) со овие две жици (една од пепел, друга од алуминиум) и притиснеме свитокот со нашите прсти, LED-тот ќе заблеска.
Принцип на Функционирање на Алуминиска Воздушна Батерија
Како што е прикажано на сликата од десна страна, алуминиската воздухна батерија има катод од воздух кој може да биде направен од сребро базиран катализатор и помага да блокира CO2 да влезе во батеријата, но дозволува O2 да влезе во електролита. Потоа овој кислород реагира со H2O во KOH раствор на електролит, зема електрони од растворот и создава OH– јони. Овие јони потоа се асоциираат со Al анод и создаваат Al(OH)3 и издасуваат електрони. Овие електрони потоа текат до воздухната анода од алуминиумската катода преку екстерна кола за компензирање на недостатокот на електрони во растворот на електролита поради реакцијата на редукција на катодата.
Хемиска Реакција на Алуминиска Воздушна Батерија
Четири алуминиум атоми реагираат со 3 молекули кислород и 6 молекули вода и произведуваат 4 алуминиум хидроксиди
Једначина на Алуминиска Воздушна Батерија
Оксидацијата на анодата (полу-реакција),
Редукцијата на катодата (полу-реакција),
Цела реакција,
Phinergy, познат израелски развојна компанија фокусирана на употребата на метал-воздушни батерији како што се алуминиски воздухни батерији и цинкови воздухни батерији. Особината на метал-воздушните батерији е дека земаат кислород од околинското воздух. Алуминиската воздухна батерија има висока енергиска густина, таа е до 300 Wh по еден lb алуминиум. Нејзината густина на моќ е исто така висока, околу 30 Ват/lb.
Овој тип батерија не може да се електрично пополнува. Основно, тоа е первична батерија. Но трудноста на пополнување може да се преодолее со механички процес на пополнување. Механичкото пополнување на алуминиската воздухна клетка се врши со замена на алуминиумскиот електрод. Со овој процес, батеријата може да се врати во ниво на полно пополнета состојба од исцрплена батерија.
Збога на нивната висока енергија и густина на моќ, можностите за механичко пополнување, алуминиската воздухна батерија може да биде најподобар алтернативен избор на петролниот горив за автомобили во недалеката будност. Овие батерији исто така имаат многу ниско влијание врз околината.
Главниот недостаток на оваа технологија е, реакцијата на CO2 со алуминиум. Алуминиумот лесно се окрозира поради присуство на CO2 во воздухот. Овој проблем може да се преодолее со воведување на специјален воздухен електрод кој може да предотврати CO2 да стигне до алуминиумската фолија. Phynergy развива воздухен електрод со сребро базиран катализатор и оваа структура дозволува O2 да влезе во алуминиумската фолија и предотвратува CO2 да влезе.
Изјава: Поштенија оригинал, добри статии се заслужни за споделување, ако има нарушување на авторските права се моли да се избрише.
