hilsner indbyggerne på vores site!
Fra år til år bliver olieproduktionen mere og mere kompliceret, og det brændstof, der fås herfra, bliver mere og mere dyrt. I EU-landene truer de generelt med at stoppe med at producere benzinmotorer, de ønsker at erstatte alle køretøjer med elbiler. Men litiumbatterier er stadig langt fra ideelle, og for øvrig har de ikke travlt med at blive ideelle overhovedet. I det bedste tilfælde vil det på en enkelt opladning af et litiumbatteri være muligt at dække en afstand på højst 700 km, hvorefter du bliver nødt til at oplade batteriet i cirka en uge, og hvis du bruger en almindelig stikkontakt til opladning, tager det generelt meget tid. Og forestil dig bare, hvad der vil ske, hvis alle konstant starter med at oplade deres elbiler, hvad enorme belastninger på elnettet vil være, og hvor meget spænding der vil dræne. Generelt er fremtiden for lithiumbatterier stadig ganske vag, og hvert år bruges mere og mere forskning til søgen efter nye batterimuligheder.
Som du ved er det mest energikrævende metal aluminium. Allerede i vores tid på nogle prototyper af aluminiumsbatterier kan du køre ca. 2000 km uden genopladning, og genopladning af denne type batteri tager kun 15 minutter, hvorefter du kan gå videre i ca. 2000 km.
Genopladning af aluminiumsbatterier adskiller sig fra lade-baserede batterier. Ikke desto mindre er der intet kompliceret i det, du skal bare indsætte et nyt aluminium, hælde elektrolytten ud og hælde en ny elektrolyt, alt er i det væsentlige det samme som benzin en bil, kun dette er en elbil, og der er ingen belastninger på elnettet. Derudover behøver du ikke at fremstille et stort antal forretninger med ledninger med et stort tværsnit for at oplade alle disse elbiler.
Men ikke alt er så glat her. At få elektricitet fra aluminium er slet ikke så let, som vi gerne vil. Lad os først finde ud af, hvad princippet med aluminium-luftbatteri er.
For at et sådant batteri skal begynde at arbejde, er der behov for 2 elektroder: den ene er naturligt af aluminium og den anden fra grafit. Begge disse elektroder er i en elektrolytopløsning.
Salt (NaCl) kan bruges som elektrolyt, men med det kan du hæve spændingen til ca. 0,7 V. Alkalisk elektrolyt (NaOH) spænding kan allerede hæves til ca. 1V.
Under den kemiske reaktion overtrækkes aluminium med et lag aluminiumhydroxid (Al (OH) 3), som gradvist synker til bunden af tanken. Og på overfladen af grafitelektroden dannes der hydrogenbobler, som igen fører til en stigning i modstand og et fald i spænding, kaldes denne proces polarisering.
Det første problem med udfældning af aluminiumhydroxid kan elimineres ved blot at øge kapaciteten, hvor det brugte produkt vil slå sig ned, men det andet problem kan hjælpes med en depolariserende masse baseret på manganoxid, som vil blive til manganhydroxid under drift.
Faktisk fik vi et almindeligt alkalisk batteri, men kun et meget stort. Men et nyt problem opstår. Faktum er, at manganoxid også forbruges, og det skal også ændres. Og vi er nødt til at sikre, at kun aluminium bruges. For at gøre dette, tag ilt fra den omgivende luft. Det er her aluminium-luftbatteriet begynder. En af væggene skal bare udskiftes med en gaspermeabel membran, og grafitelektroden skal udskiftes med en blanding af grafit og manganoxid med platin- eller sølv-nanopartikler.
Manganoxid med ædelmetal-nanopartikler reagerer ikke, men fungerer som en katalysator, på grund af hvilken brint fra elektrolytten oxideres med ilt i luften.
Teknologien til fremstilling af manganoxid med indeslutninger af sølv nanopartikler er i princippet ikke kompliceret og kan prøves under håndværksmæssige forhold. Men i denne artikel vil vi diskutere, hvordan man får den mest budgetmulige mulighed for et batteri, der modtager energi fra aluminium. Følgende instruktioner er taget fra Fiery TV-kanalen YouTube. Flere detaljer i den originale video af forfatteren:
Den maksimale budgetversion af grafit er sommerkontaktindsatser til trolleybusser. De kan findes helt gratis på de sidste trolley-stop, eller du kan købe dem, de er ikke dyre, forfatteren fandt dem til salg på 22 rubler pr. Stk.
Dernæst har vi brug for et alkali. Her er et værktøj til rengøring af rør i dets sammensætning indeholder hundrede procent natriumalkali.
For at starte alkalireaktionen har vi brug for bare en lille smule, 1 g alkali pr. 0,5 l vand er nok.
Lad os først og fremmest kontrollere, om en grafitelektrode virkelig er nødvendig i dette batteri. For erfaring, lad os tage denne rustfri stålelektrode.
Nu sætter vi aluminiumspladen og den rustfri stålelektrode i alkalien, forbinder multimeteret og se, hvor mange volt det viser sig.
Som du kan se, viste det sig at være omkring 1,4V. Lad os nu kontrollere kortslutningsstrømmen.
Kortslutningsstrøm viste sig i området 20mA. Hvilke konklusioner kan drages: teoretisk under ekstreme forhold er det muligt at samle et batteri af rustfrit stålkrus og aluminiumsfolie.
Dernæst har vi en kobberelektrode lavet af elektrisk kobber.
Som vi kan se, viste det sig, at spændingen var lidt højere end 1,4V, men kortslutningsstrømmen var først høj, men så begyndte den at synke ganske hurtigt, og kobberet begyndte også at blive dækket af en mørk belægning, sandsynligvis var denne effekt forårsaget af urenheder i vandet, da I dette eksperiment tog forfatteren et tryk fra et tryk.
Dyk nu grafitelektroden ned i elektrolytopløsningen.
Med denne elektrode blev der opnået en spænding på 1,3 V, hvor kortslutningsstrømmen stoppede i området 17 mA. Ved første øjekast ser det ud til, at elektroden i rustfrit stål er mere effektiv, men overfladearealet på den rustfri elektrode er større, så det vides ikke endnu, hvilken grafit eller rustfrit stål der er bedre.
Da grafit har en ret stor modstand, skal du på en eller anden måde håndtere den. Det er nødvendigt at fremstille elektroder af et materiale, der er godt ledende, og grafit bør kun være på dens overflade.Det blev besluttet at bore gennem grafitten og i de resulterende huller skære tråden til m6-boltene.
Resultatet er en stålelektrode med en grafitskal.
Modstanden for ikke-boret grafit er omkring 4,5 ohm, men for boret grafit er ca. 1,7 ohm.
I ansigtet vil et fald i modstand og følgelig strukturens effektivitet øges. I yderligere eksperimenter vil vi bruge destilleret vand.
Det første eksperiment med en elektrolyt, hvor 4 g alkali pr. 1 liter vand.
Kortslutningsstrømmen viste sig at være 150mA. Den næste elektrolyt har en koncentration på 6 g alkali pr. 1 liter. Nå osv., Hver gang vi øger koncentrationen med 2 g, indtil vi når en koncentration, hvor strømmen ikke vil stige.
Selvom et så simpelt batteri ikke har en stor strømeffektivitet, men et sådant batteri kan fungere i meget lang tid, og ethvert aluminium kan bruges som elektroder, som let kan smeltes til elektroder af enhver form, for eksempel aluminiumsdåser forskellige alkoholholdige og ikke-alkoholholdige drikkevarer, chokoladefolie osv.
Som et resultat af det, efter alle eksperimenter med forskellige koncentrationer af elektrolyt, bliver det klart, at det med denne konstruktion af batteriet er der ingen mening at tilføje mere end 12 g alkali til 1 liter vand, dvs. at vi får ca. 1% opløsning.
Derefter samlede forfatteren et andet klip, bestående af 3 elektroder.
To batterier giver en højere spænding og mindre tab, så resultatet er bedre.
Lad os tage en spand elektrolyt, et stort stykke aluminium og 2 rustfri stålelektroder.
I en spand en elektrolytkoncentration på 10 g / 1l. Peak strøm 1,3A, det sagged til 520mA. Med alt det enorme område af rustfrit stål sammenlignede det sig ikke med grafit, fordi det viste sig at være 600 mA med grafit. Forresten frigives brint under reaktionen, som også kan opsamles og bruges som en energikilde. Kort sagt er der plads til at vokse. Det er alt for nu. Tak for din opmærksomhed. Vi ses snart!