salutări locuitorii site-ului nostru!
De la an la an, producția de petrol devine din ce în ce mai complexă, iar combustibilul obținut din aceasta devine din ce în ce mai scump. În țările UE, în general, amenință că nu vor mai produce motoare pe benzină, vor să înlocuiască toate vehiculele cu mașini electrice. Dar bateriile cu litiu sunt încă departe de ideal și, apropo, nu se grăbesc să devină ideale deloc. În cel mai bun caz, la o singură încărcare a unei baterii cu litiu va fi posibilă acoperirea unei distanțe de maximum 700 km, după care va trebui să încărcați bateria timp de aproximativ o săptămână, iar dacă utilizați o priză obișnuită pentru încărcare, în general este nevoie de foarte mult timp. Și vă imaginați ce se va întâmpla dacă toată lumea începe să își încarce în mod constant mașinile electrice, ce sarcini uriașe vor fi pe rețeaua electrică și câtă tensiune se va scurge. În general, viitorul bateriilor cu litiu este încă destul de vag și, în fiecare an, tot mai multe cercetări sunt dedicate căutării de noi opțiuni pentru baterii.
După cum știți, cel mai intens metal este energia din aluminiu. Deja la vremea noastră pe câteva prototipuri de baterii de aluminiu puteți conduce aproximativ 2000 km fără a reîncărca, iar reîncărcarea acestui tip de baterie durează doar 15 minute, după care puteți merge mai departe pentru aproximativ 2000 km.
Reîncărcarea bateriilor din aluminiu diferă de reîncărcarea bateriilor pe bază de litiu. Cu toate acestea, nu este nimic complicat în el, trebuie doar să introduceți un nou aluminiu, să turnați electrolitul și să turnați un nou electrolit, totul este în esență același ca benzina. o mașină, numai aceasta este o mașină electrică și nu există sarcini pe rețeaua electrică. În plus, nu este necesar să produceți un număr foarte mare de prize cu fire cu o secțiune transversală imensă pentru a încărca toate aceste mașini electrice.
Dar nu totul este atât de lin aici. Obținerea de energie electrică din aluminiu nu este deloc atât de ușoară pe cât ne-am dori. În primul rând, să ne dăm seama care este principiul bateriei de aluminiu-aer.
Pentru ca o astfel de baterie să înceapă să funcționeze, va fi nevoie de 2 electrozi: unul natural din aluminiu, iar al doilea din grafit. Ambii electrozi sunt într-o soluție de electroliți.
Sarea (NaCl) poate fi utilizată ca electrolit, dar cu acesta puteți ridica tensiunea la aproximativ 0,7V. Tensiunea electrolitului alcalin (NaOH) poate fi crescută deja mai mult, la aproximativ 1V.
În timpul reacției chimice, aluminiu este acoperit cu un strat de hidroxid de aluminiu (Al (OH) 3), care se scufundă treptat în partea de jos a rezervorului. Și pe suprafața electrodului grafit se formează bule de hidrogen, care la rândul lor conduc la o creștere a rezistenței și la o scădere a tensiunii, acest proces se numește polarizare.
Prima problemă cu precipitarea hidroxidului de aluminiu poate fi eliminată prin simpla creștere a capacității în care se va instala produsul cheltuit, dar a doua problemă poate fi ajutată de o masă depolarizantă bazată pe oxid de mangan, care se va transforma în hidroxid de mangan în timpul funcționării.
De fapt, avem o baterie alcalină obișnuită, dar numai una foarte mare. Dar apare o nouă problemă. Cert este că oxidul de mangan este de asemenea consumat și va trebui, de asemenea, schimbat. Și trebuie să ne asigurăm că se consumă doar aluminiu. Pentru a face acest lucru, luați oxigen din aerul din jur. De aici începe bateria de aluminiu-aer. Unul dintre pereți trebuie doar înlocuit cu o membrană permeabilă la gaz, iar electrodul grafit trebuie înlocuit cu un amestec de grafit și oxid de mangan cu nanoparticule de platină sau argint.
Oxidul de mangan cu nanoparticule de metal nobil nu reacționează, ci acționează ca un catalizator, datorită căruia hidrogenul din electrolit este oxidat de oxigenul din aer.
Tehnologia de producere a oxidului de mangan cu incluziuni de nanoparticule de argint nu este în principiu complicată și poate fi încercată în condiții artizanale. Dar în acest articol vom discuta despre cum puteți opta cât mai mult buget pentru o baterie care primește energie din aluminiu. Următoarele instrucțiuni sunt preluate de pe canalul YouTube Fiery TV. Mai multe detalii în videoclipul original al autorului:
Versiunea maximă a bugetului grafit este inserțiile de contact de vară pentru troleibuze. Pot fi găsite absolut gratuit la stațiile finale de troleibuz sau le puteți cumpăra, nu sunt scumpe, autorul le-a găsit la vânzare la 22 de ruble pe bucată.
În continuare, avem nevoie de un alcalin. Iată un instrument de curățare a țevilor în compoziția sa conține alcaline de sodiu sută la sută.
Pentru a începe reacția alcalină, avem nevoie doar de puțin, 1 g de alcalini la 0,5 l de apă vor fi suficiente.
În primul rând, să verificăm dacă într-adevăr este necesar un electrod grafit în această baterie. Pentru experiență, să luăm acest electrod din oțel inoxidabil.
Acum am introdus placa de aluminiu și electrodul din oțel inoxidabil în alcali, conectăm multimetrul și vedem câte volți se dovedește.
După cum puteți vedea, s-a dovedit a fi de aproximativ 1.4V. Acum să verificăm curentul de scurtcircuit.
Curentul de scurtcircuit a apărut în regiunea de 20mA. Ce concluzii pot fi trase: teoretic, în condiții extreme, este posibilă asamblarea unei baterii de cani din oțel inoxidabil și folie de aluminiu.
În continuare vom avea un electrod din cupru fabricat din cupru electric.
După cum putem observa, tensiunea s-a dovedit a fi puțin mai mare decât 1.4V, dar curentul de scurtcircuit a fost la început ridicat, dar apoi a început să se afunde destul de repede, iar cuprul a început să fie acoperit și cu o acoperire întunecată, cel mai probabil impuritățile din apă au provocat acest efect, deoarece apa În acest experiment, autorul a luat un robinet dintr-un robinet.
Acum scufundați electrodul de grafit în soluția de electroliți.
Cu acest electrod s-a obținut o tensiune de 1,3 V, curentul de scurtcircuit s-a oprit în regiunea de 17 mA. La prima vedere, se pare că electrodul din oțel inoxidabil este mai eficient, dar suprafața electrodului inoxidabil este mai mare, deci nu se știe încă care este grafitul sau oțelul inoxidabil mai bun.
Din moment ce grafitul are o rezistență destul de mare, trebuie să o abordați cumva. Este necesar să se facă electrozi dintr-un material care este bine condus, iar grafitul trebuie să fie doar pe suprafața sa.S-a decis să se găurească prin grafit, iar în găurile rezultate se taie firul pentru șuruburile m6.
Rezultatul este un electrod din oțel cu o carcasă de grafit.
Rezistența grafitului care nu este găurit este de aproximativ 4,5 ohmi, dar a grafitului forat este de aproximativ 1,7 ohmi.
Pe față, o scădere a rezistenței și, în consecință, eficiența structurii va crește. În experimente suplimentare, vom folosi apă distilată.
Primul experiment cu un electrolit, în care 4 g de alcalini la 1 litru de apă.
Curentul de scurtcircuit a fost de 150mA. Următorul electrolit are o concentrație de 6 g de alcalini la 1 litru. Ei bine și așa mai departe, de fiecare dată vom crește concentrația cu 2 g până când vom ajunge la o concentrație la care curentul nu va crește.
Chiar dacă o baterie atât de simplă nu are o eficiență mare a curentului, însă o astfel de baterie poate funcționa foarte mult timp și orice aluminiu poate fi utilizat ca electrozi, care pot fi topiți cu ușurință în electrozi de orice formă, de exemplu, cutii de aluminiu diverse băuturi alcoolice și nealcoolice, folie de ciocolată etc.
Drept urmare, după toate experimentele cu concentrații diferite de electrolit, devine clar că prin acest design al bateriei nu are sens să adăugăm mai mult de 12 g de alcalini la 1 litru de apă, adică obținem o soluție de aproximativ 1%.
Apoi, autorul a asamblat un alt clip, format din 3 electrozi.
Două baterii oferă o tensiune mai mare și o pierdere mai mică, deci rezultatul este mai bun.
Acum, să luăm o găleată de electrolit, o bucată mare de aluminiu și 2 electrozi din oțel inoxidabil.
Într-o găleată, o concentrație de electrolit de 10g / 1l. Vârful actual 1,3A, a scăzut până la 520mA. Cu toată suprafața uriașă din oțel inoxidabil, nu s-a comparat cu grafitul, deoarece s-a dovedit a fi de 600mA cu grafitul. Apropo, hidrogenul este eliberat în timpul reacției, care poate fi, de asemenea, colectat și utilizat ca sursă de energie. Pe scurt, este loc să crești. Asta e deocamdată. Vă mulțumim pentru atenție. Ne vedem curând!