الومنیم ائیر بیٹری: کیسے کام کرتی ہیں
باتریاں کافی وزنی ہو سکتی ہیں۔ اس کیلئے باتریاں کو کئی مختلف آلات اور اپلیکیشنز میں توانائی کا ذریعہ بنانے سے روکا جاتا ہے جہاں وزن کم ہونا ضروری ہوتا ہے۔
ایک الومینیم ایئر باتری اس مسئلے کو حل کرتی ہے۔ یہ ہوا کو کیتھوڈ کے طور پر استعمال کرتی ہے، جس سے اس کا وزن قابل قدر حد تک کم ہو جاتا ہے۔
الومینیم ایئر باتری میں الومینیم کو اینوڈ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اور ہوا (ہوا میں موجود آکسیجن) کو کیتھوڈ کے طور پر۔ اس سے باتری کے وحدت وزن کی بنیاد پر توانائی (یعنی باتری کے یکائے وزن کے لحاظ سے پیدا ہونے والی توانائی) دیگر معمولی باتریوں کے مقابلے میں بہت زیادہ ہوتی ہے۔
اس کے باوجود الومینیم ایئر باتری کی تجارتی تیاری نہیں کی جاتی، اس کا سبب اینوڈ کی تیاری کی بالا کیماں اور الومینیم اینوڈ کے کاربن ڈائی آکسائڈ کی وجہ سے خوردہپن کے مسائل ہیں۔ اس لیے اس باتری کا استعمال محدود رہتا ہے، عموماً فوجی اپلیکیشنز میں ہی۔
الومینیم ایئر باتری کی زیادہ توانائی کی چگنگ کی وجہ سے ان کا برقی گاڑیوں میں استعمال کرنے کا بہت زیادہ پوٹنشل ہے۔
الومینیم ایئر باتری بنانا بہت آسان ہے - اور یہ گھر کے عام سامانوں سے کیا جا سکتا ہے۔ ہم ایک DIY (خود کار) گائیڈ پر بات کریں گے جس میں الومینیم ایئر باتری بنانے کا طریقہ بتایا گیا ہے۔
الومینیم ایئر باتری کا تجربہ
اس تجربے کے لیے ہمیں درکار ہے،
الومینیم فويل۔
پانی اور نمک کا متشبع حل
بلاؤٹنگ کاغذ
نرم کوئلے کا ڈسٹ۔
دو چھوٹے ٹکڑے بجلی کے تاروں کے اور
ایک روشنی کی دیوڈ۔
سادہ الومینیم ایئر باتری بنانے کا طریقہ
صرف الومینیم فويل کا ایک ٹکڑا لیں اور اسے میز پر پھیلائیں۔ ایک پاتیلے میں پانی اور نمک کا متشبع حل بنائیں۔ ایک ٹکڑا بلاؤٹنگ کاغذ لیں۔ متشبع نمک کے حل سے بلاؤٹنگ کاغذ کو بھیگا لیں۔ پھر بلاؤٹنگ کاغذ کو الومینیم فويل پر پھیلائیں۔ اب نرم کوئلے کا ڈسٹ بلاؤٹنگ کاغذ پر رکھیں۔ بعد ازاں ایک غیر عازم تار کو کوئلے کے ڈسٹ میں رکھیں، اور اسے ایک ہی سائز کا متشبع نمک کے حل سے بھیگا بلاؤٹنگ کاغذ سے کوور کریں۔ اب پوری چیز کو ایسے طور پر ٹیگ دیں کہ کوئلے کا ڈسٹ الومینیم فويل کو مستقیم نہ لگے اور عازم حصہ تار کا ایک سرہیں باہر نکلے۔ اب ایک اور تار لیں اور اس کا غیر عازم حصہ الومینیم فويل سے جوڑ دیں۔ اب اگر ہم ان دو لیڈ (ایک کوئلے سے اور دوسرے الومینیم فويل سے) کے درمیان ایک کم شدت کی روشنی کی دیوڈ (LED) جوڑیں اور رول کو اپنے انگلیوں سے دبا دیں، تو LED چمکنے لگے گا۔
الومینیم ایئر باتری کا عملی مبدا
جیسا کہ دائیں جانب کے نقشے میں دکھایا گیا ہے، الومینیم ایئر باتری کے پاس ایک ہوا کیتھوڈ ہوتا ہے جس کو سلور بیس کیٹلاست کے ساتھ بنایا جا سکتا ہے اور یہ کاربن ڈائی آکسائڈ کو باتری میں داخل ہونے سے روکنے میں مدد کرتا ہے لیکن یہ آکسیجن کو الیکٹرولائٹ میں داخل ہونے دیتے ہیں۔ پھر یہ آکسیجن الیکٹرولائٹ کے حل میں H2O کے ساتھ کیمیا کرتا ہے، حل سے الیکٹران لیتا ہے اور OH– آئنز بناتا ہے۔ یہ آئنز پھر الومینیم اینوڈ سے منسلک ہوتے ہیں اور Al(OH)3 بناتے ہیں اور الیکٹران رہا کرتے ہیں۔ یہ الیکٹران پھر الیکٹرولائٹ کے حل میں کیتھوڈ کے کیمیا کے نقصان کی تلافی کرنے کے لیے الومینیم کیتھوڈ سے ہوا کیتھوڈ تک بیرونی کرکٹ کے ذریعے بہتے ہیں۔
الومینیم ایئر باتری کی کیمیائی ریکشن
چار الومینیم اتم 3 آکسیجن مولیکیلوں اور 6 پانی کے مولیکیلوں کے ساتھ ریکشن کرتے ہیں اور چار الومینیم ہائیڈروکسائڈ بناتے ہیں۔
الومینیم ایئر باتری کا مساوات
اینوڈ آکسیڈیشن (نصف ریکشن)،
کیتھوڈ ریڈکشن (نصف ریکشن)،
کل ریکشن،
فنرجی، ایک مشہور اسرائیلی ڈیولپر کمپنی ہے جو میٹل ایئر باتریوں کے استعمال پر مرکوز ہے جیسے الومینیم ایئر باتری اور زنس ایئر باتری۔ میٹل ایئر باتری کی خصوصیت یہ ہے کہ وہ محیطی ہوا سے آکسیجن لیتی ہیں۔ الومینیم ایئر باتری کی توانائی کی چگنگ بہت زیادہ ہوتی ہے، یہ الومینیم کے ہر پاؤنڈ کے لحاظ سے 300 واط ساعت تک ہو سکتی ہے۔ اس کی پاور چگنگ بھی بہت زیادہ ہوتی ہے، لگ بھگ 30 واط/پاؤنڈ۔
اس قسم کی باتری کو برقی طور پر دوبارہ چارج نہیں کیا جا سکتا۔ بنیادی طور پر یہ ایک پرائمري باتری ہے۔ لیکن دوبارہ چارج کرنے کی مشکل مکینکل ڈیزائن کے ذریعے فتح کی جا سکتی ہے۔ الومینیم ایئر سیل کو دوبارہ چارج کرنے کا طریقہ الومینیم الیکٹروڈ کو تبدیل کرنا ہے۔ اس عمل میں، باتری کو کمپلیٹی کے ساتھ دوبارہ چارج کی حالت میں لایا جا سکتا ہے۔
اس کی زیادہ توانائی اور پاور چگنگ کی وجہ سے، مکینکل ڈیزائن کی سہولت کے ساتھ، الومینیم ایئر باتری قریبی مستقبل میں اتوپیل کے لیے پیٹرولیم کے متبادل کے طور پر سب سے موزوں ہو سکتی ہے۔ یہ باتریوں کا ماحول پر بہت کم اثر ہوتا ہے۔
اس ٹیکنالوجی کا اصل نقصان یہ ہے کہ CO2 کی الومینیم کے ساتھ ریکشن۔ الومینیم کو ہوا میں موجود CO2 کی وجہ سے بہت آسانی سے خوردہپن کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ اس مسئلے کو خاص طور پر ایک ایئر الیکٹروڈ کے متعارف کرانے سے فتح کیا جا سکتا ہے جو CO2 کو الومینیم شیٹ تک پہنچنے سے روک سکتا ہے۔ فنرجی نے سلور بیس کیٹلاست کے ساتھ ایک ایئر الیکٹروڈ تیار کیا ہے جس کی ساخت O2 کو الومینیم شیٹ میں داخل ہونے دیتی ہے اور CO2 کو روکتی ہے۔
