-
0
سبد خرید
محصول تعداد 0 (ریال)جمع کل
باتری آلومینیوم هوا-هوا آلومینیوم-چگونه کار می کنند-به علاوهDIY
باتری آلومینیوم هوا-هوا آلومینیوم-چگونه کار می کنند-به علاوهDIY
باتری آلومینیوم هوا-هوا آلومینیوم-چگونه کار می کنند-به علاوهDIY
باتری آلومینیوم هوا-هوا آلومینیوم-چگونه کار می کنند-به علاوهDIY باتری ها می توانند بسیار سنگین باشند. این عیب از وجود باتری ها در بسیاری از کاربردها و جاهایی که سبک بودن مهم می باشد جلوگیر می کند.
یک باتری هوای آلومینیومی بر این مسئله غلبه می کند. از هوا به عنوان کاتد استفاده می کند و وزن آن را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
در باتری هوا آلومینیومی از آلومینیوم به عنوان آند استفاده می شود و از هوا (اکسیژن موجود در هوا) به عنوان کاتد استفاده می شود. این منجر به چگالی انرژی بسیار زیاد – یعنی انرژی تولید شده در واحد وزن باتری – در مقایسه با سایر باتری های معمولی می شود.
با وجود این ، باتری هوا آلومینیومی بصورت تجاری تولید نمی شود ، عمدتا به دلیل هزینه بالای تولید آند و همچنین مشکلات مربوط به خوردگی آند آلومینیوم به دلیل دی اکسید کربن موجود در هوا، استفاده از این باتری فقط به کاربردهای نظامی محدود می شود.
چگالی انرژی بالای باتری هوا آلومینیوم بدین معنی است که از پتانسیل بالایی برای استفاده در وسایل نقلیه الکتریکی برخوردار هستند.
ساخت باتری هوا آلومینیومی بسیار ساده است – و می توان با استفاده از وسایل خانگی ساده این کار را انجام داد.
آزمایش باتری هوا آلومینیومی
برای ایجاد این آزمایش به صورت تجربی به وسایل زیر نیاز داریم ،
- فویل آلومینیوم.
- محلول اشباع شده از آب و نمک
- کاغذهای اسفنجی
- گرد و غبار ذغال سنگ.
- دو قطعه کوچک سیم برق
- یک دیود ساطع کننده نور.
طرز تهیه باتری هوای آلومینیومی ساده
فقط کافی است یک تکه فویل آلومینیومی را برداشته و آن را روی یک میز پخش کنید. در ظرب یک محلول اشباع شده از آب و نمک درست کنید. یک تکه کاغذ اسفنجی به را با محلول نمکی اشباع خیس کنید.
سپس قسمت خیس شده از کاغذ اسفنجی را روی فویل آلومینیوم پخش کنید. حالا مقداری غبار ریز ذغال را روی کاغذ اسفنجی قرار دهید. پس از نگه داشتن سیم غیر عایق در گرد و غبار ذغال سنگ ، آن را با یک قطعه دیگر از محلول نمکی آغشته به کاغذ اسفنجی شده به همان اندازه بپوشانید. حالا کل شی را محکم گردد به گونه ای که هیچ غبار ذغال نمی تواند مستقیماً فویل آلومینیوم را لمس کند و قسمت عایق سیم سرب از یک انتهای رول خارج شود. حالا سیم دیگری را بگیرید و قسمت غیر عایق سیم را به فویل آلومینیوم وصل کنید. حال اگر یک دیود LED)) را با این دو سیم وصل کنیم (یکی از ذغال و دیگری از فویل آلومینیوم) و رول را با انگشتان خود فشار می دهیم ، LED روشن می شوند. اینگونه است که می توان یک باتری هوای آلومینیومی در خانه ایجاد کرد.
اصول کار باتری هوای آلومینیومی
عملکرد باتری هوا آلومینیومی
همانطور که در شکل مشخص است ، یک باتری هوای آلومینیومی دارای کاتدی از هوا است که می تواند از کاتالیزور مبتنی بر نقره ساخته شود و به انسداد CO2 برای ورود به باتری کمک می کند اما اجازه می دهد تا O2 وارد الکترولیت شود. سپس این اکسیژن با H2O در محلول الکترولیت KOH واکنش نشان می دهد و الکترونها را از محلول گرفته و یونهای -OH را ایجاد می کند. این یونها سپس با Al آند در ارتباط هستند و آلومنیوم (OH) 3 ایجاد می کنند و الکترون ها را آزاد می کنند. سپس این الکترونها به دلیل جبران کمبود الکترون ها در محلول الکترولیت به دلیل واکنش کاهش کاتد ، از کاتد آلومینیوم به آند هوا منتقل می شوند.
واکنش شیمیایی باتری هوای آلومینیوم
چهار اتم آلومینیوم با ۳ مولکول اکسیژن و ۶ مولکول آب واکنش نشان داده و ۴ هیدروکسید آلومینیوم تولید می کنند
معادله باتری هوا آلومینیوم
اکسیداسیون آند (نیمه واکنش) ،
کاهش کاتد (نیمه واکنش) ،
واکنش کامل ،
Phinergy ، یک شرکت توسعه دهنده مشهور ، بر استفاده از باتری هوای فلزی مانند باتری هوای آلومینیوم و باتری هوای روی متمرکز شده است. ویژگی باتری فلز هوا این است که اکسیژن را از هوای محیط می گیرند. باتری هوای آلومینیومی از چگالی انرژی بسیار بالایی برخوردار است ، به ازای هر واسطه آلومینیوم ۳۰۰ وات است. چگالی توان آن نیز بسیار زیاد است ، در حدود ۳۰ وات بر پوند.
این نوع باتری قابل شارژ شدن نیست. در اصل این یک باتری اولیه است. اما مشکل شارژ مجدد با فرایند شارژ مکانیکی قابل غلبه است. شارژ مکانیکی سلول هوایی آلومینیوم با تعویض الکترود آلومینیومی انجام می شود. در این فرآیند ، باتری را می توان به حالت کاملاً شارژ شده خود از پشت سلول باتری تخلیه شده تبدیل کرد.
باتری هوا از جنس آلومینیوم به دلیل داشتن انرژی و چگالی بالا ، امکان شارژ مکانیکی در آینده نزدیک مناسب ترین گزینه برای سوخت نفتی برای خودروها می باشد. این باتری ها همچنین تأثیرات محیطی بسیار کمی دارند.
ضرر اصلی این فناوری ، واکنش CO2 با آلومینیوم است. آلومینیوم به دلیل وجود CO2 در هوا به راحتی در برابر خوردگی تحت تأثیر قرار می گیرد. با معرفی الکترود مخصوص هوا که می تواند مانع از رسیدن CO2 به ورق آلومینیوم شود ، این مشکل برطرف می شود. Phynergy الکترود هوایی را با کاتالیزگر مبتنی بر نقره ایجاد کرده است و این ساختار به O2 اجازه می دهد تا وارد ورق آلومینیوم شود و از ورود CO2 جلوگیری کند.
محصولات مرتبط