Bateri Udara Aluminium: Bagaimana Cara Kerjanya
Bateri boleh menjadi sangat berat. Kelemahan ini mencegah bateri daripada menjadi sumber tenaga dalam banyak peralatan dan aplikasi di mana keinginan untuk ringan adalah penting.
Sebuah bateri udara aluminium mengatasi isu ini. Ia menggunakan udara sebagai katod, secara signifikan mengurangkan beratnya.
Dalam sebuah bateri udara aluminium, aluminium digunakan sebagai anod, dan udara (oksigen dalam udara) digunakan sebagai katod. Ini menghasilkan ketumpatan tenaga – iaitu tenaga yang dihasilkan per unit berat bateri – sangat tinggi berbanding dengan bateri konvensional lain.
Walaupun begitu, bateri udara aluminium tidak dihasilkan secara komersial, terutamanya disebabkan kos pengeluaran anod yang tinggi, serta masalah korosi anod aluminium akibat karbon dioksida dalam udara. Karena itu, penggunaan bateri ini terhad kepada kebanyakannya aplikasi tentera.
Ketumpatan tenaga bateri udara aluminium yang tinggi bermaksud ia mempunyai potensi tinggi untuk digunakan dalam kenderaan elektrik.
Membuat bateri udara aluminium adalah sangat mudah – dan boleh dilakukan dengan menggunakan barangan rumah tangga yang mudah. Kami akan membincangkan panduan DIY (Do It Yourself) untuk membuat bateri udara aluminium.
Eksperimen Bateri Udara Aluminium
Untuk mencipta eksperimen ini, kita memerlukan,
Tin foil aluminium.
Larutan jenuh air dan garam
Kertas pembengkakan
Debu arang halus.
Dua utas wayar elektrik kecil dan
Satu diod penerangan.
Prosedur Membuat Bateri Udara Aluminium Mudah
Ambil sehelai tin foil aluminium dan letakkan di atas meja. Dalam periuk, buat larutan jenuh air dan garam. Ambil sehelai kertas pembengkakan. Rendam kertas pembengkakan tersebut dengan larutan garam jenuh. Kemudian letakkan kertas pembengkakan yang telah direndam di atas tin foil aluminium. Sekarang taburkan sedikit debu arang halus di atas kertas pembengkakan. Setelah meletakkan utas wayar tanpa insulasi di dalam debu arang, tutup dengan sehelai kertas pembengkakan yang direndam larutan garam jenuh yang sama saiznya. Sekarang gulung semuanya dengan ketat supaya debu arang tidak dapat menyentuh langsung tin foil aluminium dan bahagian insulasi utas wayar keluar dari satu hujung gulungan. Sekarang ambil utas wayar yang lain dan ikat bahagian tanpa insulasi utas wayar tersebut ke tin foil aluminium. Jika kita sambung diod penerangan rendah (LED) dengan dua utas ini (satu dari arang dan yang lain dari tin foil aluminium) dan tekan gulungan dengan jari kita, LED akan bersinar.
Prinsip Kerja Bateri Udara Aluminium
Seperti dalam gambaran di sebelah kanan, bateri udara aluminium mempunyai katod udara yang mungkin dibuat daripada katalis berdasarkan perak dan ia membantu mencegah CO2 memasuki bateri tetapi ia membolehkan O2 memasuki elektrolit. Kemudian oksigen ini bertindak balas dengan H2O dalam larutan elektrolit KOH mengambil elektron dari larutan dan mencipta ion OH–. Ion-ion ini kemudian berhubungan dengan anod aluminium dan mencipta Al(OH)3 dan melepaskan elektron. Elektron-elektron ini kemudian mengalir ke anod udara dari katod aluminium melalui litar luar untuk mengimbangi kekurangan elektron dalam larutan elektrolit akibat tindak balas reduksi katod.
Tindak Balas Kimia Bateri Udara Aluminium
Empat atom aluminium bertindak balas dengan 3 molekul oksigen dan 6 molekul air dan menghasilkan 4 hidroksida aluminium
Persamaan Bateri Udara Aluminium
Oksidasi anod (setengah tindak balas),
Reduksi katod (setengah tindak balas),
Tindak balas keseluruhan,
Phinergy, sebuah syarikat pengembang yang terkenal di Israel yang fokus pada penggunaan bateri logam udara seperti bateri udara aluminium dan bateri udara seng. Khasiat bateri logam udara adalah mereka mengambil oksigen dari udara sekitar. Bateri udara aluminium mempunyai ketumpatan tenaga yang sangat tinggi, ia setinggi 300 Wh per satu ib aluminium. Ketumpatan kuasanya juga sangat tinggi, kira-kira 30 Watt/lb.
Jenis bateri ini tidak boleh diisi semula secara elektrik. Secara asas, ini adalah bateri primer. Tetapi kesukaran pengisian semula boleh diatasi dengan proses pengisian semula mekanikal. Pengisian semula mekanikal sel udara aluminium dilakukan dengan menggantikan elektrod aluminium. Dalam proses ini, bateri boleh dipulihkan ke keadaan sepenuhnya diisi dari sel bateri yang telah habis.
Kerana ketumpatan tenaga dan kuasa yang tinggi, kemudahan pengisian semula mekanikal, bateri udara aluminium mungkin adalah alternatif paling sesuai bagi bahan api petroleum untuk kenderaan dalam masa depan. Bateri ini juga mempunyai impak alam sekitar yang sangat rendah.
Kekurangan utama teknologi ini adalah, tindak balas CO2 dengan aluminium. Aluminium sangat mudah terjejas oleh korosi akibat kehadiran CO2 dalam udara. Masalah ini boleh diatasi dengan memperkenalkan elektrod udara khas yang boleh mencegah CO2 untuk mencapai lembaran aluminium. Phinergy telah mengembangkan elektrod udara dengan katalis berdasarkan perak dan struktur ini membolehkan O2 memasuki lembaran aluminium dan mencegah CO2 untuk memasuki.
Pernyataan: Hormati asal, artikel yang baik berharga dikongsi, jika terdapat pelanggaran silakan hubungi untuk menghapus.
