Chúc mừng cư dân của trang web của chúng tôi!
Từ năm này sang năm khác, sản xuất dầu ngày càng trở nên phức tạp và nhiên liệu thu được từ nó ngày càng trở nên đắt đỏ. Ở các nước EU, họ thường đe dọa ngừng sản xuất động cơ xăng, họ muốn thay thế tất cả các phương tiện bằng ô tô điện. Nhưng pin lithium vẫn còn xa lý tưởng, và nhân tiện, chúng không vội trở thành lý tưởng. Trong trường hợp tốt nhất, với một lần sạc pin lithium, bạn có thể đi được quãng đường tối đa 700 km, sau đó bạn sẽ phải sạc pin trong khoảng một tuần và nếu bạn sử dụng ổ cắm thông thường để sạc thì thường mất rất nhiều thời gian. Và bạn chỉ cần tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra nếu mọi người bắt đầu sạc điện cho ô tô điện của mình, tải trọng lớn trên lưới điện sẽ là bao nhiêu và điện áp sẽ tiêu tốn bao nhiêu. Nhìn chung, tương lai của pin lithium vẫn còn khá mơ hồ và mỗi năm càng có nhiều nghiên cứu dành cho việc tìm kiếm các lựa chọn pin mới.
Như bạn đã biết, kim loại tiêu tốn nhiều năng lượng nhất là nhôm. Đã có thời của chúng tôi trên một số nguyên mẫu pin nhôm, bạn có thể lái xe khoảng 2000 km mà không cần sạc lại, và việc sạc loại pin này chỉ mất 15 phút, sau đó bạn có thể đi xa hơn khoảng 2000 km.
Sạc pin nhôm khác với sạc pin dựa trên lithium. Tuy nhiên, không có gì phức tạp trong đó, bạn chỉ cần chèn nhôm mới, đổ chất điện phân và đổ vào chất điện phân mới, mọi thứ về cơ bản giống như xăng một chiếc xe hơi, chỉ có đây là một chiếc xe điện, và không có tải trên lưới điện. Ngoài ra, bạn không cần phải sản xuất một số lượng lớn các cửa hàng có dây với tiết diện lớn để sạc tất cả những chiếc xe điện này.
Nhưng không phải mọi thứ đều suôn sẻ ở đây. Nhận điện từ nhôm không dễ dàng như chúng ta mong muốn. Trước tiên, hãy tìm hiểu nguyên lý của pin nhôm-khí là gì.
Để pin như vậy bắt đầu hoạt động, sẽ cần 2 điện cực: một điện cực tự nhiên từ nhôm và thứ hai từ than chì. Cả hai điện cực này đều ở trong dung dịch điện phân.
Muối (NaCl) có thể được sử dụng làm chất điện phân, nhưng với nó, bạn có thể tăng điện áp lên khoảng 0,7V. Điện áp kiềm (NaOH) có thể tăng lên nhiều hơn, khoảng 1V.
Trong quá trình phản ứng hóa học, nhôm được phủ một lớp nhôm hydroxit (Al (OH) 3), dần dần chìm xuống đáy bể. Và trên bề mặt của các bong bóng hydro điện cực than chì được hình thành, từ đó dẫn đến sự gia tăng điện trở và giảm điện áp, quá trình này được gọi là phân cực.
Vấn đề đầu tiên với sự kết tủa của nhôm hydroxit có thể được loại bỏ bằng cách tăng công suất mà sản phẩm đã sử dụng sẽ giải quyết, nhưng vấn đề thứ hai có thể được giúp đỡ bằng một khối khử cực dựa trên oxit mangan, sẽ biến thành mangan hydroxit trong quá trình hoạt động.
Trên thực tế, chúng ta có một pin kiềm thông thường, nhưng chỉ có một pin rất lớn. Nhưng một vấn đề mới phát sinh. Thực tế là oxit mangan cũng được tiêu thụ và nó cũng sẽ phải thay đổi. Và chúng ta cần đảm bảo rằng chỉ có nhôm được chi tiêu. Để làm điều này, lấy oxy từ không khí xung quanh. Đây là nơi pin nhôm-không khí bắt đầu. Một trong những bức tường chỉ cần được thay thế bằng màng thấm khí và điện cực than chì cần được thay thế bằng hỗn hợp than chì và oxit mangan bằng hạt nano bạch kim hoặc bạc.
Oxit mangan với các hạt nano kim loại quý không phản ứng, nhưng hoạt động như một chất xúc tác, do đó hydro từ chất điện phân bị oxy hóa bởi oxy trong không khí.
Công nghệ sản xuất oxit mangan với các hạt nano bạc bao gồm về nguyên tắc không phức tạp và có thể được thử trong các điều kiện thủ công. Nhưng trong bài viết này, chúng tôi sẽ thảo luận về cách tạo ra tùy chọn ngân sách nhất cho pin nhận năng lượng từ nhôm. Các hướng dẫn sau đây được lấy từ kênh Fiery TV YouTube. Thêm chi tiết trong video gốc của tác giả:
Phiên bản ngân sách tối đa của than chì là chèn tiếp xúc mùa hè cho xe buýt xe đẩy. Chúng có thể được tìm thấy hoàn toàn miễn phí tại các điểm dừng xe đẩy cuối cùng, hoặc bạn có thể mua chúng, chúng không đắt, tác giả đã tìm thấy chúng được bán với giá 22 rúp.
Tiếp theo, chúng ta cần một chất kiềm. Đây là một công cụ để làm sạch đường ống trong thành phần của nó có chứa một trăm phần trăm natri kiềm.
Để bắt đầu phản ứng kiềm, chúng ta chỉ cần một chút, 1 g kiềm trên 0,5 l nước là đủ.
Trước hết, hãy kiểm tra xem một điện cực than chì có thực sự cần thiết trong pin này hay không. Để có kinh nghiệm, hãy lấy điện cực thép không gỉ này.
Bây giờ chúng tôi đặt tấm nhôm và điện cực thép không gỉ vào kiềm, kết nối vạn năng và xem nó bật ra bao nhiêu volt.
Như bạn có thể thấy, hóa ra là khoảng 1,4V. Bây giờ hãy kiểm tra dòng điện ngắn mạch.
Dòng điện ngắn mạch bật ra trong khu vực 20mA. Những kết luận nào có thể được rút ra: về mặt lý thuyết trong điều kiện khắc nghiệt có thể lắp ráp một pin của cốc thép không gỉ và lá nhôm.
Tiếp theo chúng ta sẽ có một điện cực đồng làm bằng đồng điện.
Như chúng ta có thể quan sát, điện áp hóa ra cao hơn một chút so với 1,4V, nhưng dòng điện ngắn mạch ở mức cao đầu tiên, nhưng sau đó nó bắt đầu chảy xệ khá nhanh và đồng cũng bắt đầu bị phủ một lớp phủ tối, rất có thể hiệu ứng này là do tạp chất trong nước, vì nước Trong thí nghiệm này, tác giả đã lấy một vòi từ một vòi.
Bây giờ nhúng điện cực than chì vào dung dịch điện phân.
Với điện cực này, đã thu được điện áp 1,3 V, dòng điện ngắn mạch dừng ở vùng 17 mA. Thoạt nhìn, có vẻ như điện cực thép không gỉ hiệu quả hơn, nhưng diện tích bề mặt của điện cực không gỉ lớn hơn, vì vậy vẫn chưa biết than chì hay thép không gỉ nào tốt hơn.
Vì than chì có điện trở khá lớn, bạn cần phải đối phó với nó bằng cách nào đó. Cần phải chế tạo các điện cực từ một vật liệu dẫn điện tốt và than chì chỉ nên ở trên bề mặt của nó.Nó đã được quyết định khoan qua than chì, và trong các lỗ kết quả, cắt chỉ cho các bu lông m6.
Kết quả là một điện cực thép với vỏ than chì.
Điện trở của than chì không khoan là khoảng 4,5 Ohms, nhưng than chì khoan là khoảng 1,7 Ohms.
Trên mặt, sự giảm sức đề kháng, và do đó, hiệu quả của cấu trúc sẽ tăng lên. Trong các thí nghiệm tiếp theo, chúng tôi sẽ sử dụng nước cất.
Thí nghiệm đầu tiên với chất điện phân, trong đó 4 g kiềm trên 1 lít nước.
Dòng điện ngắn mạch bật ra 150mA. Chất điện phân tiếp theo có nồng độ 6 g kiềm trên 1 lít. Vâng và cứ thế, mỗi lần chúng ta sẽ tăng nồng độ thêm 2 g cho đến khi chúng ta đạt được nồng độ mà tại đó dòng điện sẽ không tăng.
Mặc dù pin đơn giản như vậy không có hiệu suất dòng điện lớn, nhưng pin như vậy có thể hoạt động trong một thời gian rất dài và bất kỳ nhôm nào cũng có thể được sử dụng làm điện cực, có thể dễ dàng tan chảy thành điện cực ở bất kỳ hình dạng nào, ví dụ, lon nhôm đồ uống có cồn và không cồn khác nhau, lá sô cô la, vv
Kết quả là, sau tất cả các thí nghiệm với nồng độ chất điện phân khác nhau, rõ ràng rằng với thiết kế pin này, sẽ không có ý nghĩa gì khi thêm hơn 12 g kiềm vào 1 lít nước, nghĩa là chúng ta thu được khoảng 1% dung dịch.
Sau đó, tác giả lắp ráp một clip khác, gồm 3 điện cực.
Hai pin cho điện áp cao hơn và mất ít hơn, do đó kết quả tốt hơn.
Bây giờ, hãy lấy một thùng chất điện phân, một miếng nhôm lớn và 2 điện cực bằng thép không gỉ.
Trong một cái xô, nồng độ chất điện phân là 10g / 1l. Đỉnh cao 1.3A, nó chùng xuống 520mA. Với tất cả diện tích khổng lồ của thép không gỉ, nó không so sánh với than chì, vì hóa ra là 600mA với than chì. Nhân tiện, hydro được giải phóng trong quá trình phản ứng, cũng có thể được thu thập và sử dụng làm nguồn năng lượng. Tóm lại, có chỗ để phát triển. Đó là tất cả cho bây giờ. Cảm ơn bạn đã quan tâm. Hẹn gặp lại