Terveisiä sivustomme asukkaat!
Vuodesta toiseen öljyntuotanto on muuttumassa yhä monimutkaisemmaksi ja siitä saatu polttoaine yhä kalliimmaksi. EU-maissa he uhkaavat yleensä lopettaa bensiinimoottorien tuotannon, he haluavat korvata kaikki ajoneuvot sähköautoilla. Mutta litiumparistot ovat edelleen kaukana ihanteellisesta, ja muuten, heillä ei ole kiirettä tulla lainkaan ihanteellisia. Parhaassa tapauksessa yhdellä latauksella litiumparistolla on mahdollista kattaa korkeintaan 700 km: n matka, jonka jälkeen akkua on ladattava noin viikon ajan. Jos käytät tavallista pistorasiaa lataamiseen, se vie yleensä paljon aikaa. Ja kuvittelet vain, mitä tapahtuu, jos kaikki alkavat jatkuvasti ladata sähköautojaan, mitkä valtavat kuormat sähköverkossa ovat ja kuinka paljon jännitettä kuluu. Yleisesti ottaen litiumparistojen tulevaisuus on edelleen melko epämääräinen, ja uusien akkuvaihtoehtojen etsimiseen kiinnitetään vuosittain yhä enemmän tutkimusta.
Kuten tiedät, energiatehokkain metalli on alumiini. Jo aikoinamme joillakin alumiiniakkujen prototyypeillä voit ajaa noin 2000 km latamatta, ja tämän tyyppisen akun lataaminen vie vain 15 minuuttia, minkä jälkeen voit mennä pidemmälle noin 2000 km.
Alumiiniakkujen lataaminen eroaa litiumpohjaisten akkujen lataamisesta. Siitä huolimatta siinä ei ole mitään monimutkaista, sinun on vain asetettava uusi alumiini, kaada elektrolyytti ja kaada uusi elektrolyytti, kaikki on olennaisesti samaa kuin bensiini auto, vain tämä on sähköauto, eikä sähköverkossa ole kuormituksia. Lisäksi kaikkien näiden sähköautojen lataamiseksi sinun ei tarvitse tuottaa valtavaa määrää pistorasioita, joissa on johtimet, joilla on valtava poikkileikkaus.
Mutta kaikki ei ole täällä niin sujuvaa. Sähkön hankkiminen alumiinista ei ole ollenkaan niin helppoa kuin haluaisimme. Ensin selvitetään, mikä on alumiini-ilma-akun periaate.
Jotta tällainen paristo voisi toimia, tarvitaan 2 elektrodia: yksi luonnollisesti alumiinista ja toinen grafiitista. Nämä molemmat elektrodit ovat elektrolyyttiliuoksessa.
Suolaa (NaCl) voidaan käyttää elektrolyyttinä, mutta sen avulla voit nostaa jännitteen noin 0,7 V: iin. Alkalisen elektrolyytin (NaOH) jännitettä voidaan nostaa jo enemmän, noin 1 V: iin.
Kemiallisen reaktion aikana alumiini päällystetään alumiinihydroksidikerroksella (Al (OH) 3), joka uppoaa vähitellen säiliön pohjalle. Ja grafiittielektrodin pinnalle muodostuu vetykuplia, jotka puolestaan johtavat vastuksen lisääntymiseen ja jännitteen laskuun, tätä prosessia kutsutaan polarisaatioksi.
Ensimmäinen alumiinihydroksidin saostukseen liittyvä ongelma voidaan poistaa lisäämällä yksinkertaisesti kapasiteettia, jossa käytetty tuote asettuu, mutta toiseen ongelmaan voi auttaa mangaanioksidiin perustuvaa depolarisoitua massaa, joka muuttuu käytön aikana mangaanihydroksidiksi.
Itse asiassa meillä on tavallinen alkaliparisto, mutta vain erittäin suuri. Mutta syntyy uusi ongelma. Tosiasia, että myös mangaanioksidia kulutetaan ja se on myös vaihdettava. Ja meidän on varmistettava, että vain alumiinia käytetään. Ota tämä happea ympäröivästä ilmasta. Alumiini-ilma-akku alkaa tästä. Yksi seinistä on vain korvattava kaasua läpäisevällä kalvolla, ja grafiittielektrodi on korvattava grafiitin ja mangaanioksidin seoksella platina- tai hopeananohiukkasilla.
Jalometallinanohiukkasten kanssa mangaanioksidi ei reagoi, vaan toimii katalysaattorina, jonka seurauksena elektrolyytin vety hapettaa happea ilmassa.
Teknologia mangaanioksidin tuottamiseksi hopea-nanohiukkasten sulkemisella ei ole periaatteessa monimutkainen, ja sitä voidaan kokeilla käsityönä. Mutta tässä artikkelissa keskustelemme siitä, kuinka tehdä budjetin edullisin vaihtoehto akulle, joka vastaanottaa energiaa alumiinista. Seuraavat ohjeet on otettu Fiery-TV-kanavalta YouTube. Lisätietoja tekijän alkuperäisessä videossa:
Grafiitin enimmäisbudjettiversio on kesäkärjen kosketuslistat vaunubusseille. Niitä voi löytää ehdottomasti ilmaisista vaunujen loppupysäkeistä. Voit myös ostaa niitä, koska ne eivät ole kalliita. Kirjoittaja löysi ne myynnissä hintaan 22 ruplaa kappaleelta.
Seuraavaksi tarvitsemme alkalia. Tässä on työkalu putkien puhdistamiseen sen koostumuksessa, joka sisältää sataprosenttisesti natriumalkalia.
Alkalireaktion käynnistämiseksi tarvitsemme vain vähän, 1 g alkalia / 0,5 l vettä riittää.
Ensinnäkin tarkistetaan, tarvitaanko grafiittielektrodia todella tässä akussa. Otetaan kokemusta varten tämä ruostumattomasta teräksestä valmistettu elektrodi.
Laitamme nyt alumiinilevyn ja ruostumattoman teräksen elektrodin alkaliin, yhdistämme yleismittarin ja katso kuinka monta volttia se osoittautuu.
Kuten huomaat, se osoittautui noin 1,4 V: ksi. Tarkistetaan nyt oikosulkuvirta.
Oikosulkuvirta osoittautui alueella 20mA. Mitä johtopäätöksiä voidaan tehdä: teoreettisesti ääriolosuhteissa on mahdollista koota ruostumattomasta teräksestä valmistettu muki ja alumiinifolio.
Seuraavaksi meillä on kuparielektrodi, joka on valmistettu sähkökuparista.
Kuten voimme havaita, jännite osoittautui hieman suuremmaksi kuin 1,4 V, mutta oikosulkuvirta oli aluksi korkea, mutta sitten se alkoi pienentyä melko nopeasti ja kupari alkoi myös peittyä tummalla pinnoitteella, todennäköisesti veden epäpuhtaudet aiheuttivat tämän vaikutuksen, koska vesi Tässä kokeessa kirjailija otti hanan hanasta.
Upota nyt grafiittielektrodi elektrolyyttiliuokseen.
Tällä elektrodilla saatiin jännite 1,3 V, oikosulkuvirta pysähtyi noin 17 mA: n alueelle. Ensi silmäyksellä näyttää siltä, että ruostumattomasta teräksestä valmistettu elektrodi on tehokkaampaa, mutta ruostumattoman elektrodin pinta-ala on suurempi, joten ei vielä ole tiedossa mikä grafiitti tai ruostumaton teräs on parempi.
Koska grafiitilla on melko suuri vastus, sinun on jonkin verran käsiteltävä sitä. Elektrodit on valmistettava materiaalista, joka on hyvin johtavaa, ja grafiitin tulisi olla vain sen pinnalla.Päätettiin porata grafiitti läpi ja tuloksena oleviin reikiin katkaista lanka M6-pulteille.
Tuloksena on teräs elektrodi, jossa on grafiittikuori.
Poratun grafiitin vastus on noin 4,5 ohmia, mutta poratun grafiitin vastus on noin 1,7 ohmia.
Kasvoissa resistenssin lasku ja siten rakenteen tehokkuus kasvaa. Lisäkokeissa käytämme tislattua vettä.
Ensimmäinen koe elektrolyytin kanssa, jossa 4 g alkalia litraa kohti vettä.
Oikosulkuvirta tuli 150mA. Seuraavan elektrolyytin pitoisuus on 6 g alkalia litraa kohti. No ja niin edelleen, lisäämme pitoisuutta joka kerta 2 g, kunnes saavutamme pitoisuuden, jossa virta ei kasva.
Vaikka sellaisella yksinkertaisella akulla ei ole suurta virrankulutusta, mutta sellainen akku voi toimia hyvin pitkään, ja elektrodina voidaan käyttää mitä tahansa alumiinia, joka voidaan helposti sulattaa minkä tahansa muotoisiksi elektrodeiksi, esimerkiksi alumiinitölkkeihin erilaisia alkoholijuomia ja alkoholittomia juomia, suklaakalvoa jne.
Seurauksena on kokeiden suorittaminen erilaisilla elektrolyyttipitoisuuksilla, joten käy selväksi, että akun tämän mallin mukaan ei ole mitään syytä lisätä enemmän kuin 12 g alkalia 1 litraan vettä, ts. Saamme noin 1% liuosta.
Sitten kirjoittaja kokosi toisen pidikkeen, joka koostui 3 elektrodista.
Kaksi paristoa antaa suuremman jännitteen ja vähemmän häviöitä, joten tulos on parempi.
Otetaan nyt ämpäri elektrolyyttiä, iso pala alumiinia ja 2 ruostumatonta terästä.
Kauhassa elektrolyyttipitoisuus 10 g / 1 l. Huippuvirta 1.3A, se putosi 520mA: iin. Kaikessa valtavassa ruostumattoman teräksen alueella sitä ei verrattu grafiittiin, koska se osoittautui olevan 600 mA grafiitin kanssa. Muuten vety vapautuu reaktion aikana, jota voidaan myös kerätä ja käyttää energialähteenä. Lyhyesti sanottuna, siellä on tilaa kasvaa. Siinä kaikki. Kiitos huomiosta. Nähdään pian!