hälsningar invånarna på vår webbplats!
Från år till år blir oljeproduktionen allt mer komplex och det bränsle som erhålls från det blir allt dyrare. I EU-länderna hotar de i allmänhet att sluta producera bensinmotorer, de vill ersätta alla fordon med elbilar. Men litiumbatterier är fortfarande långt ifrån idealiska, och förresten har de inte bråttom att bli idealiska alls. I bästa fall är det på en enda laddning av ett litiumbatteri möjligt att täcka ett avstånd på högst 700 km, varefter du måste ladda batteriet i ungefär en vecka, och om du använder ett vanligt uttag för laddning tar det i allmänhet mycket tid. Och du kan föreställa dig vad som kommer att hända om alla ständigt börjar ladda sina elbilar, vilka stora belastningar på elnätet kommer att vara och hur mycket spänning kommer att rinna ut. Generellt sett är litiumbatteriernas framtid fortfarande ganska vag och varje år ägnas mer och mer forskning åt att söka efter nya batteri-alternativ.
Som du vet är den mest energikrävande metallen aluminium. Redan i vår tid på några prototyper av aluminiumbatterier kan du köra cirka 2000 km utan att ladda, och att ladda den här typen av batteri tar bara 15 minuter, varefter du kan gå längre i cirka 2000 km.
Laddning av aluminiumbatterier skiljer sig från att ladda litiumbaserade batterier. Ändå finns det inget komplicerat i det, du behöver bara sätta i en ny aluminium, hälla ut elektrolyten och hälla i en ny elektrolyt, allt är väsentligen detsamma som bensin en bil, bara det här är en elbil, och det finns inga belastningar på elnätet. Dessutom behöver du inte producera ett stort antal uttag med ledningar med ett stort tvärsnitt för att ladda alla dessa elbilar.
Men inte allt är så smidigt här. Att få elektricitet från aluminium är inte alls så enkelt som vi skulle vilja. Låt oss först ta reda på vad principen om aluminium-luftbatteri är.
För att ett sådant batteri ska börja fungera krävs två elektroder: en naturligtvis av aluminium och den andra från grafit. Båda dessa elektroder finns i en elektrolytlösning.
Salt (NaCl) kan användas som elektrolyt, men med det kan du höja spänningen till cirka 0,7 V. Alkalisk elektrolyt (NaOH) spänning kan höjas redan mer, till cirka 1V.
Under den kemiska reaktionen beläggs aluminium med ett skikt av aluminiumhydroxid (Al (OH) 3), som gradvis sjunker till botten av tanken. Och på ytan av grafitelektroden bildas vätebubblor, som i sin tur leder till en ökning av motståndet och en minskning av spänningen, kallas denna process polarisering.
Det första problemet med utfällning av aluminiumhydroxid kan elimineras genom att helt enkelt öka kapaciteten där den förbrukade produkten kommer att sätta sig, men det andra problemet kan hjälpa till med en depolariserande massa baserad på manganoxid, som kommer att förvandlas till manganhydroxid under drift.
Vi har faktiskt ett vanligt alkaliskt batteri, men bara ett mycket stort. Men ett nytt problem uppstår. Faktum är att manganoxid också konsumeras och det måste också ändras. Och vi måste se till att endast aluminium används. För att göra detta, ta syre från den omgivande luften. Det är här aluminium-luftbatteriet börjar. En av väggarna behöver bara bytas ut mot ett gasgenomsläppligt membran, och grafitelektroden behöver ersättas med en blandning av grafit och manganoxid med platina eller silver-nanopartiklar.
Manganoxid med nanopartiklar av ädelmetall reagerar inte utan fungerar som en katalysator, på grund av vilken väte från elektrolyten oxideras av syre i luften.
Tekniken för att producera manganoxid med inneslutningar av silver-nanopartiklar är i princip inte komplicerad och kan testas under artisanala förhållanden. Men i den här artikeln kommer vi att diskutera hur man gör det bästa budgetalternativet för ett batteri som tar emot energi från aluminium. Följande instruktioner är hämtade från Fiery TV-kanalen YouTube. Mer information i författarens originalvideo:
Den maximala budgetversionen av grafit är sommarkontaktinsatser för vagnbussar. De kan hittas helt gratis på de slutliga vagnbusshållplatserna, eller så kan du köpa dem, de är inte dyra, författaren hittade dem till salu på 22 rubel per styck.
Därefter behöver vi en alkali. Här är ett verktyg för rengöring av rör i dess sammansättning innehåller hundra procent natriumalkali.
För att starta alkalireaktionen behöver vi bara lite, 1 g alkali per 0,5 l vatten räcker.
Låt oss först undersöka om en grafitelektrod verkligen behövs i detta batteri. För erfarenhet, låt oss ta denna rostfritt stålelektrod.
Nu sätter vi aluminiumplattan och den rostfria stålelektroden i alkalin, ansluter multimetern och ser hur många volt det visar sig.
Som ni ser visade det sig vara cirka 1,4 V. Låt oss nu kontrollera kortslutningsströmmen.
Kortslutningsström visade sig i området 20mA. Vilka slutsatser kan dras: teoretiskt under extrema förhållanden är det möjligt att montera ett batteri av rostfritt stål muggar och aluminiumfolie.
Nästa kommer vi att ha en kopparelektrod tillverkad av elektrisk koppar.
Som vi kan se visade sig spänningen vara något högre än 1,4 V, men kortslutningsströmmen var först hög, men sedan började den sjunka ganska snabbt och koppar började också täckas med en mörk beläggning, troligen orsakades denna effekt av föroreningar i vattnet, eftersom vatten I detta experiment tog författaren en kran från en kran.
Sänk nu ner grafitelektroden i elektrolytlösningen.
Med denna elektrod erhölls en spänning på 1,3 V, kortslutningsströmmen stoppades i området 17 mA. Vid första anblicken verkar det som om den rostfria stålelektroden är mer effektiv, men ytan på den rostfria elektroden är större, så det är ännu inte känt vilken grafit eller rostfritt stål som är bättre.
Eftersom grafit har ett ganska stort motstånd måste du på något sätt hantera det. Det är nödvändigt att tillverka elektroder av ett material som är väl ledande och grafit bör endast vara på dess yta.Det beslutades att borra genom grafiten, och i de resulterande hålen skar du gängan för m6-bultarna.
Resultatet är en stålelektrod med ett grafitskal.
Motståndet för inte borrad grafit är cirka 4,5 ohm, men för borrad grafit är cirka 1,7 ohm.
I ansiktet ökar en minskning av motståndet, och följaktligen strukturens effektivitet. I ytterligare experiment kommer vi att använda destillerat vatten.
Det första experimentet med en elektrolyt, i vilken 4 g alkali per 1 liter vatten.
Kortslutningsströmmen blev 150mA. Nästa elektrolyt har en koncentration av 6 g alkali per 1 liter. Tja och så vidare, varje gång kommer vi att öka koncentrationen med 2 g tills vi når en koncentration där strömmen inte kommer att öka.
Även om ett sådant enkelt batteri inte har någon stor strömeffektivitet, men ett sådant batteri kan fungera under mycket lång tid, och allt aluminium kan användas som elektroder, som lätt kan smälta till elektroder av vilken form som helst, till exempel aluminiumburkar olika alkoholhaltiga och alkoholfria drycker, chokladfolie, etc.
Som ett resultat, efter alla experiment med olika koncentrationer av elektrolyt, blir det uppenbart att det med denna konstruktion av batteriet är meningslöst att lägga till mer än 12 g alkali till 1 liter vatten, det vill säga vi får ungefär 1% lösning.
Då samlade författaren ett nytt klipp, bestående av 3 elektroder.
Två batterier ger en högre spänning och mindre förlust, så resultatet blir bättre.
Nu ska vi ta en hink med elektrolyt, en stor bit aluminium och 2 rostfritt stålelektroder.
I en hink, en elektrolytkoncentration på 10 g / 1l. Toppström 1.3A, det sjönk till 520mA. Med allt enormt område av rostfritt stål jämfördes det inte med grafit, eftersom det visade sig vara 600 mA med grafit. Förresten frigörs väte under reaktionen, som också kan samlas in och användas som energikälla. Kort sagt, det finns utrymme att växa. Det är allt för nu. Tack för din uppmärksamhet. Vi ses snart!