selamlar sitemizin sakinleri!
Petrol üretimi yıldan yıla gittikçe daha karmaşık hale geliyor ve bundan elde edilen yakıt gittikçe daha pahalı hale geliyor. AB ülkelerinde, genellikle benzinli motor üretimini durdurmakla tehdit ediyorlar, tüm araçları elektrikli arabalarla değiştirmek istiyorlar. Ancak lityum piller hala ideal olmaktan uzaktır ve bu arada, ideal olmak için acele etmiyorlar. En iyi durumda, bir lityum pilin tek bir şarjı ile maksimum 700 km'lik bir mesafeyi kapsamak mümkün olacaktır, bundan sonra pili yaklaşık bir hafta boyunca şarj etmeniz gerekecektir ve şarj için normal bir priz kullanırsanız, genellikle çok zaman alır. Ve herkes elektrikli arabalarını sürekli olarak şarj etmeye başlarsa ne olacağını, güç şebekesinde ne kadar büyük yükler olacağını ve ne kadar voltaj gideceğini hayal edersiniz. Genel olarak, lityum pillerin geleceği hala oldukça belirsizdir ve her yıl yeni pil seçeneklerini araştırmak için giderek daha fazla araştırma yapılmaktadır.
Bildiğiniz gibi, enerji açısından en yoğun metal alüminyumdur. Zaten bazı alüminyum pil prototiplerinde, şarj etmeden yaklaşık 2000 km sürebilir ve bu tip pilleri şarj etmek sadece 15 dakika sürer, bundan sonra yaklaşık 2000 km daha ileri gidebilirsiniz.
Alüminyum pillerin şarj edilmesi, lityum bazlı pillerin şarj edilmesinden farklıdır. Bununla birlikte, içinde karmaşık bir şey yok, sadece yeni bir alüminyum yerleştirmeniz, elektroliti dökmeniz ve yeni bir elektrolite dökmeniz gerekiyor, her şey aslında benzinle aynı bir araba, sadece bu bir elektrikli otomobil ve güç şebekesinde yük yok. Buna ek olarak, tüm bu elektrikli arabaları şarj etmek için çok sayıda kesite sahip telli çok sayıda çıkış üretmenize gerek yoktur.
Ama burada her şey çok düzgün değil. Alüminyumdan elektrik almak bizim istediğimiz kadar kolay değil. İlk olarak, alüminyum hava pili prensibinin ne olduğunu anlayalım.
Böyle bir pilin çalışmaya başlaması için 2 elektrot gereklidir: biri doğal olarak alüminyumdan ve ikincisi grafitten. Bu elektrotların her ikisi de bir elektrolit çözeltisidir.
Tuz (NaCl) elektrolit olarak kullanılabilir, ancak bununla birlikte voltajı yaklaşık 0.7V'a yükseltebilirsiniz. Alkalin elektrolit (NaOH) voltajı daha önce yaklaşık 1V'a yükseltilebilir.
Kimyasal reaksiyon sırasında, alüminyum, tankın tabanına yavaş yavaş batan bir alüminyum hidroksit (Al (OH) 3) tabakası ile kaplanır. Ve grafit elektrotun yüzeyinde hidrojen kabarcıkları oluşur, bu da dirençte bir artışa ve voltajda bir düşüşe yol açar, bu işleme polarizasyon denir.
Alüminyum hidroksitin çökeltilmesiyle ilgili ilk sorun, harcanan ürünün çökeceği kapasitenin arttırılmasıyla ortadan kaldırılabilir, ancak ikinci problem, manganez okside dayanan, çalışma sırasında manganez hidroksite dönüşecek olan depolarize edici bir kütle ile yardımcı olabilir.
Aslında, sıradan bir alkalin pilimiz var, ama sadece çok büyük bir pil. Ancak yeni bir sorun ortaya çıkıyor. Gerçek şu ki, manganez oksit de tüketilir ve ayrıca değiştirilmesi gerekecektir. Ve sadece alüminyumun harcanmasını sağlamalıyız. Bunu yapmak için çevredeki havadan oksijen alın. Alüminyum hava pili burada başlar. Duvarlardan birinin sadece gaz geçirgen bir membran ile değiştirilmesi gerekir ve grafit elektrotun yerine platin veya gümüş nanopartiküller içeren grafit ve manganez oksit karışımı yerleştirilmelidir.
Asil metal nanoparçacıklara sahip manganez oksit reaksiyona girmez, ancak elektrolitten gelen hidrojenin havadaki oksijen tarafından oksitlendiği için bir katalizör görevi görür.
Gümüş nanoparçacıklar dahil manganez oksit üretme teknolojisi prensip olarak karmaşık değildir ve zanaat koşullarında denenebilir. Ancak bu makalede, alüminyumdan enerji alan bir pil için en bütçe seçeneğini nasıl yapacağımızı tartışacağız. Aşağıdaki talimatlar Fiery TV kanalı YouTube'dan alınmıştır. Daha fazla detay yazarın orijinal videosunda:
Grafitin maksimum bütçe versiyonu, troleybüsler için yaz kontaklarıdır. Son troleybüs duraklarında tamamen ücretsiz bulunabilirler veya satın alabilirsiniz, pahalı değiller, yazar bunları 22 ruble de satılıyor.
Sonra, bir alkaliye ihtiyacımız var. İşte bileşimindeki boruları temizlemek için bir araç yüzde yüz sodyum alkali içerir.
Alkali reaksiyonu başlatmak için biraz ihtiyacımız var, 0,5 l su başına 1 g alkali yeterli olacaktır.
Her şeyden önce, bu bataryada gerçekten bir grafit elektrotun gerekli olup olmadığını kontrol edelim. Deneyim için, bu paslanmaz çelik elektrodu alalım.
Şimdi alüminyum levhayı ve paslanmaz çelik elektrodu alkaliye koyduk, multimetreyi bağladık ve kaç volt çıktığını görüyoruz.
Gördüğünüz gibi, yaklaşık 1.4V olduğu ortaya çıktı. Şimdi kısa devre akımını kontrol edelim.
20mA bölgesinde kısa devre akımı ortaya çıktı. Hangi sonuçlar çıkarılabilir: teorik olarak aşırı koşullarda paslanmaz çelik kupalar ve alüminyum folyo bir batarya monte etmek mümkündür.
Sonra elektrikli bakırdan yapılmış bir bakır elektrotumuz olacak.
Gözlemleyebildiğimiz gibi, voltajın 1.4V'den biraz daha yüksek olduğu ortaya çıktı, ancak kısa devre akımı ilk başta yüksekti, ancak sonra oldukça hızlı bir şekilde sarkmaya başladı ve bakır da karanlık bir kaplama ile kaplanmaya başladı, büyük olasılıkla bu etki sudaki safsızlıklardan kaynaklandı, çünkü su Bu deneyde, yazar bir musluktan bir musluk aldı.
Şimdi grafit elektrodu elektrolit çözeltisine daldırın.
Bu elektrot ile 1.3 V'luk bir voltaj elde edildi, kısa devre akımı 17 mA bölgesinde durdu. İlk bakışta, paslanmaz çelik elektrotun daha verimli olduğu görülüyor, ancak paslanmaz elektrodun yüzey alanı daha büyüktür, bu nedenle hangi grafit veya paslanmaz çeliğin daha iyi olduğu henüz bilinmemektedir.
Grafit oldukça büyük bir dirence sahip olduğundan, bir şekilde bununla uğraşmanız gerekir. İyi iletken bir malzemeden elektrotlar yapmak gerekir ve grafit sadece yüzeyinde olmalıdır.Grafitin delinmesine karar verildi ve ortaya çıkan deliklerde m6 cıvataları için ipliği kesin.
Sonuç, grafit kabuğu olan bir çelik elektrottur.
Delinmemiş grafitin direnci yaklaşık 4.5 Ohm, ancak delinmiş grafitin direnci yaklaşık 1.7 Ohm'dur.
Yüzde, dirençte bir azalma ve sonuç olarak yapının etkinliği artacaktır. Daha sonraki deneylerde damıtılmış su kullanacağız.
Bir elektrolit ile ilk deney, burada 1 litre su başına 4 g alkali.
Kısa devre akımı 150mA çıktı. Bir sonraki elektrolit, 1 litre başına 6 g alkali konsantrasyonuna sahiptir. Pekala, her seferinde, akımın artmayacağı bir konsantrasyona ulaşana kadar konsantrasyonu 2 g artıracağız.
Böyle basit bir pilin büyük bir akım verimliliği olmamasına rağmen, böyle bir pil çok uzun süre çalışabilir ve herhangi bir alüminyum elektrot olarak kullanılabilir, örneğin alüminyum kutular gibi herhangi bir şekle sahip elektrotlara kolayca eritilebilir çeşitli alkollü ve alkolsüz içecekler, çikolata folyo vb.
Sonuç olarak, farklı konsantrasyonlarda elektrolit ile yapılan tüm deneylerden sonra, pilin bu tasarımı ile 1 litre suya 12 g'dan fazla alkali eklemenin hiçbir anlamı olmadığı anlaşılmaktadır, yani yaklaşık% 1 çözelti elde ediyoruz.
Daha sonra yazar 3 elektrottan oluşan başka bir klips monte etti.
İki pil daha yüksek voltaj ve daha az kayıp verir, bu nedenle sonuç daha iyidir.
Şimdi bir kova elektrolit, büyük bir alüminyum parçası ve 2 paslanmaz çelik elektrot alalım.
Bir kovada, 10 g / 1 l'lik bir elektrolit konsantrasyonu. Tepe akımı 1.3A, 520mA'ya düştü. Tüm büyük paslanmaz çelik alanı ile grafit ile karşılaştırılmadı, çünkü grafit ile 600mA olduğu ortaya çıktı. Bu arada, reaksiyon sırasında hidrojen de toplanır ve bu da bir enerji kaynağı olarak toplanabilir ve kullanılabilir. Kısacası, büyümek için yer var. Şimdilik bu kadar. İlginiz için teşekkürler. Yakında görüşürüz!