Alüminyum Hava Pil: Nasıl Çalışır?
Pilhas oldukça ağır olabilir. Bu dezavantaj, pilin hafif olması gereken birçok farklı cihaz ve uygulamada enerji kaynağı olarak kullanılmasını engeller.
Bir alüminyum hava pilli bu sorunu aşar. Hava bir kathod olarak kullanılarak, ağırlığı önemli ölçüde azaltılmıştır.
Bir alüminyum hava pilli’nde, alüminyum anod olarak, hava (havadaki oksijen) ise kathod olarak kullanılır. Bu, diğer geleneksel pillere kıyasla pilin birim ağırlık başına üretilen enerji yoğunluğunun çok yüksek olmasını sağlar.
Buna rağmen, alüminyum hava pilli genel olarak ticari üretimde bulunmamaktadır. Bu, çoğunlukla anod üretiminin yüksek maliyeti ve havadaki karbondioksitten kaynaklanan alüminyum anodun korozyon sorunlarına bağlanmaktadır. Bu nedenle, bu pillerin kullanımı genellikle sadece askeri uygulamalara sınırlıdır.
Alüminyum hava pilli’nin yüksek enerji yoğunluğu, elektrikli araçlar için yüksek potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.
Bir alüminyum hava pilli yapmak oldukça basittir ve basit ev eşyalarıyla yapılabilir. Bir DIY (Kendin Yap) rehberini inceleyeceğiz.
Alüminyum Hava Pil Deneysi
Bu deneyi oluşturmak için aşağıdaki malzemeler gereklidir,
Alüminyum foli.
Tuzlu su doymuş çözümü
Katlı kağıt
İnce kömür tozu.
İki küçük parça elektrik kablosu ve
Bir adet Işık veren diyot (LED).
Basit Alüminyum Hava Pilinin Yapılış Adımları
Öncelikle bir parça alüminyum foliyi masaya yayın. Bir tencerede tuzlu su doymuş çözümü hazırlayın. Bir parça katlı kağıdı alın. Katlı kağıdı tuzlu su doymuş çözümü ile ıslatın. Sonra, ıslak katlı kağıdı alüminyum foli üzerine yayın. Şimdi, katlı kağıdın üzerine ince kömür tozu ekleyin. İzi izole edilmemiş bir tel ucunu kömür tozuna yerleştirin, sonra aynı boyutta olan tuzlu su doymuş çözümü ile ıslatılmış başka bir parça katlı kağıdı üzerine kapatın. Şimdi, her şeyi sıkıca sarın, böylece kömür tozu doğrudan alüminyum foliye dokunamayacak ve izole edilen tel ucunun bir ucundan dışarı çıkacak şekilde. Şimdi, başka bir tel alıp, non-izole edilmiş kısmını alüminyum foliye sabitleyin. Şimdi, eğer bu iki tel (birisi kömürden, diğeri alüminyum foliden) ile düşük güç tüketimli ışık veren diyot (LED)'u bağlayarak ve rulo üzerinde parmağınızı basınca, LED yanacaktır.
Alüminyum Hava Pilinin Çalışma Prensibi
Şekilde görüldüğü gibi, bir alüminyum hava pilli, CO₂'nin pilin içine girmesini engelleyen ancak O₂'nin elektrolit çözeltime girmesine izin veren gümüş tabanlı bir katalizör ile yapılmış hava kathodunu içerir. Bu oksijen, KOH elektrolit çözeltime H₂O ile reaksiyona girer, çözeltiden elektron alır ve OH⁻ iyonları oluşturur. Bu iyonlar daha sonra Al anod ile birleşerek Al(OH)₃ oluşturur ve elektron salınır. Bu elektronlar, dış devrede alüminyum kathodundan hava anoduna akarak, elektrolit çözeltisindeki elektron eksikliğini kathod redoks reaksiyonu sonucunda dengeler.
Alüminyum Hava Pilinin Kimyasal Reaksiyonu
Dört alüminyum atomu, üç oksijen molekülü ve altı su molekülüyle reaksiyona girerek dört alüminyum hidroksit üretir.
Alüminyum Hava Pilinin Denklemi
Anod oksidasyonu (yarım reaksiyon),
Kathod redüksiyonu (yarım reaksiyon),
Toplam reaksiyon,
Phinergy, alüminyum hava pilli ve çinko hava pilli gibi metal hava pillerinin kullanımına odaklanmış bilinen bir İsraili geliştirme şirkettir. Metal hava pillerinin özelliği, çevresel havadan oksijen almasıdır. Alüminyum hava pilli’nin çok yüksek bir enerji yoğunluğu vardır, bu yoğunluk, alüminyumun bir poundu başına 300 Wh kadar yüksektir. Güç yoğunluğu da oldukça yüksektir, yaklaşık 30 Watt/lb civarındadır.
Bu tür piller elektrikle yeniden şarj edilemez. Temel olarak birincil pillerdir. Ancak, yeniden şarj etme zorluğu, mekanik yeniden şarj süreci ile aşılabilir. Alüminyum hava hücresinin mekanik yeniden şarjı, alüminyum elektrodun değiştirilmesi yoluyla yapılır. Bu süreçte, piller tamamen şarj edilmiş duruma getirilebilir. Yüksek enerji ve güç yoğunlukları, mekanik yeniden şarj imkanları nedeniyle, alüminyum hava pilleri yakın gelecekte otomobiller için petrol yakıtının en uygun alternatifleri olabilir. Bu piller ayrıca çok düşük çevre etkisi taşır.
Bu teknolojinin ana dezavantajı, CO₂'nin alüminyumla olan reaksiyonudur. Alüminyum, havadaki CO₂ nedeniyle kolayca korozyona uğrar. Bu sorun, CO₂'nin alüminyum plakasına ulaşmasını önleyen özel bir hava elektrodun kullanılarak aşılabilir. Phinergy, gümüş tabanlı bir katalizörle geliştirilmiş bir hava elektrodunu kullanmıştır ve bu yapı, O₂'nin alüminyum plakasına girmesine izin verirken, CO₂'nin girmesini engeller.
Açıklama: Orijinal metni saygı göstererek, iyi makaleler paylaşılmalıdır. Telif hakkı ihlali varsa silme talebi yapılabilir.
