Salam penduduk laman web kami!
Dari tahun ke tahun, pengeluaran minyak menjadi semakin kompleks dan bahan bakar yang diperoleh daripadanya menjadi semakin mahal. Di negara-negara EU, mereka biasanya mengancam untuk berhenti menghasilkan enjin petrol, mereka mahu menggantikan semua kenderaan dengan kereta elektrik. Tetapi bateri lithium masih jauh dari ideal, dan dengan cara itu, mereka tidak tergesa-gesa untuk menjadi ideal sama sekali. Dalam kes yang terbaik, dengan caj tunggal bateri lithium, ia mungkin dapat menampung jarak maksima 700 km, selepas itu anda perlu mengecas bateri selama kira-kira seminggu, dan jika anda menggunakan soket biasa untuk mengecas, ia biasanya memerlukan banyak masa. Dan anda bayangkan apa yang akan berlaku jika semua orang mula terus mengecas kereta elektrik mereka, apa beban besar pada grid kuasa akan, dan berapa voltan akan longkang. Secara umumnya, masa depan bateri litium masih agak kabur dan setiap tahun lebih banyak penyelidikan ditumpukan untuk mencari pilihan bateri baharu.
Seperti yang anda ketahui, logam yang paling intensif tenaga adalah aluminium. Sudah pada masa ini terdapat beberapa prototaip bateri aluminium yang boleh memandu kira-kira 2000 km tanpa mengecas semula, dan mengecas bateri jenis ini mengambil masa hanya 15 minit, dan selepas itu anda boleh pergi lebih jauh selama kira-kira 2000 km.
Bateri aluminium yang menyalurkan berbeza daripada mengecas bateri berasaskan litium. Walau bagaimanapun, tidak ada yang rumit di dalamnya, anda hanya perlu memasukkan aluminium baru, tuangkan elektrolit dan tuangkan elektrolit baru, segalanya pada dasarnya sama dengan petrol sebuah kereta, hanya ini kereta elektrik, dan tidak ada beban pada grid kuasa. Di samping itu, anda tidak perlu menghasilkan sejumlah besar cawangan dengan kabel dengan keratan rentas yang besar untuk mengecas semua kereta elektrik ini.
Tetapi tidak semuanya sangat lancar di sini. Mendapatkan elektrik dari aluminium tidak semudah yang kami mahu. Pertama, mari kita fikirkan apa prinsip bateri aluminium-udara.
Agar bateri tersebut mula berfungsi, 2 elektrod diperlukan: satu secara semula jadi dari aluminium, dan yang kedua dari grafit. Kedua-dua elektrod ini berada dalam larutan elektrolit.
Garam (NaCl) boleh digunakan sebagai elektrolit, tetapi dengan itu anda dapat meningkatkan voltan sekitar 0.7V. Voltan elektrolit (NaOH) alkali boleh dibangkitkan sudah lebih, kira-kira 1V.
Semasa reaksi kimia, aluminium disalut dengan lapisan aluminium hidroksida (Al (OH) 3), yang secara beransur-ansur tenggelam ke bahagian bawah tangki. Dan pada permukaan gelembung hidrogen elektroda grafit terbentuk, yang seterusnya menyebabkan peningkatan rintangan dan penurunan voltan, proses ini dipanggil polarisasi.
Masalah pertama dengan pemendakan hidroksida aluminium boleh dihapuskan dengan hanya meningkatkan kapasiti di mana produk yang dibelanjakan akan menyelesaikan, tetapi masalah kedua dapat dibantu oleh massa depolariisasi berdasarkan oksida mangan, yang akan menjadi hidroksida mangan semasa operasi.
Malah, kami mendapat bateri alkali biasa, tetapi hanya satu yang sangat besar. Tetapi timbul masalah baru. Fakta adalah bahawa oksida mangan juga digunakan dan ia juga perlu diubah. Dan kita perlu memastikan bahawa hanya aluminium yang dibelanjakan. Untuk melakukan ini, ambil oksigen dari udara sekeliling. Di sinilah bateri aluminium-udara bermula. Salah satu dinding hanya perlu diganti dengan membran gas-telap, dan elektrod grafit perlu diganti dengan campuran grafit dan oksida mangan dengan nanopartikel platinum atau perak.
Oksida mangan dengan nanopartikel logam mulia tidak bertindak balas, tetapi bertindak sebagai pemangkin, kerana hidrogen dari elektrolit dioksidakan oleh oksigen di udara.
Teknologi untuk menghasilkan oksida mangan dengan kemasukan nanopartikel perak pada prinsipnya tidak rumit dan boleh dicuba dalam keadaan artisan. Tetapi dalam artikel ini kita akan membincangkan cara membuat pilihan paling banyak untuk bateri yang menerima tenaga dari aluminium. Arahan berikut diambil dari saluran TV Berapi YouTube. Maklumat lanjut dalam video asal pengarang:
Versi bajet maksima grafit adalah sisipan hubungan musim panas untuk bas troli. Mereka boleh didapati secara percuma di hentian trolleybus akhir, atau anda boleh membelinya, mereka tidak mahal, penulis mendapati mereka dijual pada 22 rubel masing-masing.
Seterusnya, kita memerlukan alkali. Berikut adalah alat untuk membersihkan paip dalam komposisinya mengandungi seratus peratus natrium alkali.
Untuk memulakan tindak balas alkali, kita hanya perlu sedikit, 1 g alkali setiap 0.5 l air akan mencukupi.
Pertama sekali, mari kita periksa sama ada elektrod grafit benar-benar diperlukan dalam bateri ini. Untuk pengalaman, mari kita ambil elektrod keluli tahan karat ini.
Sekarang kita meletakkan plat aluminium dan elektrod keluli tahan karat ke dalam alkali, sambungkan multimeter dan lihat berapa volt yang ternyata.
Seperti yang anda dapat lihat, ternyata kira-kira 1.4V. Sekarang mari kita periksa litar pintas semasa.
Arus litar pintas ternyata di kawasan 20mA. Kesimpulan apa yang boleh dibuat: secara teoritis dalam keadaan yang melampau adalah mungkin untuk memasang bateri cawan keluli tahan karat dan kerajang aluminium.
Seterusnya kita akan mempunyai elektrod tembaga yang diperbuat daripada tembaga elektrik.
Seperti yang dapat kita amati, voltan ternyata sedikit lebih tinggi daripada 1.4V, tetapi arus litar pintar pada mulanya tinggi, tetapi kemudian ia mula mengalir dengan cepat dan tembaga juga mula ditutup dengan lapisan gelap, kemungkinan besar kesan ini disebabkan oleh kekotoran di dalam air, sejak Dalam eksperimen ini, penulis mengambil ketukan dari paip.
Sekarang tenggelamkan elektrod grafit dalam larutan elektrolit.
Dengan elektrod ini, voltan 1.3 V diperolehi, arus litar pintas berhenti di rantau 17 mA. Sepintas lalu, nampaknya elektrod keluli tahan karat lebih cekap, tetapi kawasan permukaan elektrod tahan karat lebih besar, jadi belum diketahui grafit atau keluli tahan karat lebih baik.
Oleh kerana grafit mempunyai rintangan yang agak besar, anda perlu menanganinya dengan baik. Ia perlu membuat elektrod dari bahan yang baik, dan grafit hanya boleh di permukaannya.Ia telah memutuskan untuk menggerudi melalui grafit, dan dalam lubang-lubang yang dihasilkan memotong benang untuk bolt m6.
Hasilnya ialah elektrod keluli dengan shell grafit.
Rintangan grafit tidak digerudi adalah kira-kira 4.5 Ohms, tetapi grafit yang digerudi adalah kira-kira 1.7 Ohms.
Di muka, penurunan rintangan, dan, akibatnya, keberkesanan struktur akan meningkat. Dalam eksperimen selanjutnya, kami akan menggunakan air sulingan.
Percubaan pertama dengan elektrolit, di mana 4 g alkali per 1 liter air.
Arus litar pintas ternyata 150mA. Elektrolit seterusnya mempunyai kepekatan 6 g alkali setiap 1 liter. Baiklah dan sebagainya, setiap kali kita akan meningkatkan tumpuan sebanyak 2 g sehingga kita mencapai tumpuan di mana arus tidak akan meningkat.
Walaupun bateri mudah seperti ini tidak mempunyai kecekapan semasa yang besar, tetapi bateri seperti ini boleh berfungsi untuk masa yang lama, dan aluminium boleh digunakan sebagai elektrod, yang boleh dicairkan dengan mudah ke dalam bentuk elektroda, contohnya, aluminium tin pelbagai minuman beralkohol dan bukan alkohol, kerajang coklat, dll.
Akibatnya, selepas semua eksperimen dengan kepekatan elektrolit yang berbeza, ia menjadi jelas bahawa dengan reka bentuk bateri ini tidak masuk akal untuk menambahkan lebih daripada 12 g alkali kepada 1 liter air, iaitu, kita mendapat kira-kira 1% penyelesaian.
Kemudian penulis memasang klip lain, yang terdiri daripada 3 elektrod.
Dua bateri memberi voltan yang lebih tinggi dan kurang kehilangan, jadi hasilnya lebih baik.
Sekarang, mari kita ambil baldi elektrolit, sekeping besar aluminium dan 2 elektrod keluli tahan karat.
Dalam baldi, kepekatan elektrolit 10g / 1l. Puncak semasa 1.3A, ia merosakkan hingga 520mA. Dengan semua keluli tahan karat yang besar, ia tidak dibandingkan dengan grafit, kerana ia ternyata menjadi 600mA dengan grafit. Dengan cara ini, hidrogen dilepaskan semasa tindak balas, yang juga boleh dikumpulkan dan digunakan sebagai sumber tenaga. Pendek kata, terdapat ruang untuk berkembang. Itu sahaja buat masa ini. Terima kasih atas perhatian anda. Lihat awak tidak lama lagi!