Salutacions els habitants del nostre lloc!
D'any en any, la producció de petroli és cada vegada més complexa i el combustible que s'obté és cada cop més car. Als països de la UE, generalment amenacen de deixar de produir motors de gasolina, volen substituir tots els vehicles per cotxes elèctrics. Però les bateries de liti encara estan lluny de ser ideals i, per cert, no tenen pressa per convertir-se en ideals. En el millor dels casos, amb una sola càrrega d’una bateria de liti serà possible cobrir una distància de 700 km com a màxim, després de la qual hauràs de carregar la bateria durant aproximadament una setmana i, si s’utilitza una presa de sortida ordinària per carregar, generalment es requereix molt de temps. I només imagineu què passarà si tothom comença a carregar constantment els seus cotxes elèctrics, quines càrregues enormes tindran a la xarxa elèctrica i quanta tensió es drenarà. En general, el futur de les bateries de liti encara és força vagi i cada any es fan cada cop més investigacions a la cerca de noves opcions de bateries.
Com sabeu, el metall més energètic és l’alumini. Ja en els nostres temps amb alguns prototips de bateries d’alumini, podreu conduir uns 2000 km sense recarregar, i la recàrrega d’aquest tipus de bateries triga només 15 minuts, després dels quals podreu anar més enllà uns 2000 km.
La recàrrega de bateries d'alumini difereix de la recàrrega de bateries basades en liti. Tot i això, no hi ha res complicat, només cal introduir un nou alumini, abocar l'electrolit i abocar un electrolit nou, tot és el mateix que la benzina. un cotxe, només es tracta d’un cotxe elèctric i no hi ha càrregues a la xarxa elèctrica. A més, no cal produir un gran nombre de punts de venda amb cables amb una secció enorme per carregar tots aquests cotxes elèctrics.
Però no tot és tan suau aquí. Obtenir electricitat amb l’alumini no és tan fàcil com voldríem. Primer, esbrinem quin és el principi de la bateria d’alumini-aire.
Per tal que aquesta bateria comenci a funcionar, caldrà 2 elèctrodes: un naturalment d’alumini i el segon de grafit. Tots dos d'aquests elèctrodes es troben en una solució d'electròlits.
La sal (NaCl) es pot utilitzar com a electròlit, però amb ell podeu augmentar el voltatge fins a uns 0,7V. La tensió d’electròlits alcalins (NaOH) es pot augmentar ja més a 1V.
Durant la reacció química, l’alumini està recobert d’una capa d’hidròxid d’alumini (Al (OH) 3), que s’enfonsa gradualment fins a la part inferior del dipòsit. I a la superfície de l’elèctrode de grafit es formen bombolles d’hidrogen, que al seu torn condueixen a un augment de la resistència i una baixada de tensió, aquest procés s’anomena polarització.
El primer problema de la precipitació de l’hidròxid d’alumini es pot eliminar simplement augmentant la capacitat on s’instal·larà el producte gastat, però el segon problema es pot ajudar amb una massa despolaritzant a base d’òxid de manganès, que es convertirà en hidròxid de manganès durant l’operació.
De fet, vam obtenir una pila alcalina ordinària, però només una de molt gran. Però sorgeix un nou problema. El cas és que l’òxid de manganès també es consumeix i també s’haurà de canviar. I hem de garantir que només es gasta alumini. Per fer-ho, traieu oxigen de l’aire que l’envolta. És aquí on comença la bateria alumini-aire. Una de les parets només ha de ser substituïda per una membrana permeable al gas, i cal substituir l'elèctrode de grafit per una barreja de grafit i òxid de manganès amb nanopartícules de platí o plata.
L’òxid de manganès amb nanopartícules metàl·liques nobles no reacciona, sinó que actua com a catalitzador, a causa del qual l’hidrogen de l’electròlit s’oxida per l’oxigen a l’aire.
La tecnologia per produir òxid de manganès amb inclusió de nanopartícules de plata no és, en principi, complicada i es pot provar en condicions artesanals. Però en aquest article parlarem de com fer l’opció més pressupostària per a una bateria que rep energia de l’alumini. Les instruccions següents es treuen del canal YouTube Fiery TV. Més detalls al vídeo original de l’autor:
La versió pressupostària màxima del grafit és la inserció de contactes a l'estiu per als autobusos amb trolley. Es poden trobar absolutament gratuïtes a les parades finals del troleibús, o bé, les podeu comprar, no són cares, l’autor les va trobar a la venda a 22 rubles de peça.
A continuació, necessitem un àlcali. A continuació, es mostra una eina per a netejar canonades en la seva composició que conté alcalins de sodi cent per cent.
Per iniciar la reacció dels àlcals, només ens falta una mica, 1 g d’alcali per 0,5 l d’aigua serà suficient.
En primer lloc, comproveu si realment es necessita un elèctrode de grafit en aquesta bateria. Per experiència, agafem aquest elèctrode d'acer inoxidable.
Ara posem la placa d’alumini i l’elèctrode d’acer inoxidable a l’alcali, connectem el multímetre i veiem quants volts resulta.
Com podeu veure, va resultar ser d’uns 1.4V. Ara revisem el corrent de curtcircuit.
El corrent de curtcircuit es va convertir a la regió de 20mA. Quines conclusions es poden treure: teòricament en condicions extremes és possible muntar una pila de tasses d’acer inoxidable i paper d’alumini.
A continuació tindrem un elèctrode de coure fet de coure elèctric.
Com podem observar, la tensió va resultar lleugerament superior a 1,4 V, però el corrent de curtcircuit va ser al principi elevat, però després va començar a caure força ràpidament i el coure també va començar a cobrir-se amb un revestiment fosc, molt probablement aquest efecte va ser causat per impureses a l'aigua, ja que En aquest experiment, l’autor va agafar un toc d’una aixeta.
Ara submergiu l’elèctrode de grafit en la solució d’electròlits.
Amb aquest elèctrode es va obtenir un voltatge d’1,3 V, el corrent de curtcircuit es va aturar a la regió de 17 mA. A primera vista, sembla que l’elèctrode d’acer inoxidable és més eficient, però la superfície de l’elèctrode inoxidable és més gran, per la qual cosa encara no se sap quin grafit o acer inoxidable és millor.
Com que el grafit té una resistència força gran, cal abordar-lo d’alguna manera. Cal fer elèctrodes a partir d’un material que condueix bé i el grafit només ha de quedar a la seva superfície.Es va decidir perforar pel grafit i, en els forats resultants, es va tallar el fil per als cargols m6.
El resultat és un elèctrode d'acer amb closca de grafit.
La resistència del grafit no perforat és d’uns 4,5 ohms, però del grafit foradat és d’uns 1,7 ohms.
A la cara, augmentarà la resistència i, en conseqüència, l'eficàcia de l'estructura. En els experiments posteriors, utilitzarem aigua destil·lada.
El primer experiment amb un electròlit, en el qual 4 g d’alcali per 1 litre d’aigua.
El corrent de curtcircuit va resultar de 150mA. El següent electròlit té una concentració de 6 g d’alcali per 1 litre. Bé i així successivament, cada vegada augmentarem la concentració en 2 g fins arribar a una concentració a la qual el corrent no augmentarà.
Tot i que una bateria tan senzilla no té una gran eficiència actual, però aquesta bateria pot funcionar durant molt de temps, i qualsevol alumini es pot fer servir com a elèctrodes, que es poden fondre fàcilment en elèctrodes de qualsevol forma, per exemple, llaunes d'alumini. diverses begudes alcohòliques i no alcohòliques, paper de xocolata, etc.
Com a resultat, després de tots els experiments amb diferents concentracions d’electròlits, queda clar que amb aquest disseny de la bateria no té sentit afegir més de 12 g d’alcali a 1 litre d’aigua, és a dir, obtenim una solució d’1% aproximadament.
A continuació, l’autor va muntar un altre clip, format per 3 elèctrodes.
Les dues bateries donen una tensió més alta i una pèrdua menor, de manera que el resultat és millor.
Ara agafem un cub d’electròlits, una peça gran d’alumini i 2 elèctrodes d’acer inoxidable.
En una galleda, concentració d’electròlits de 10g / 1l. El pic d’actualitat 1.3A, va caure fins a 520mA. Amb tota l’enorme superfície d’acer inoxidable, no es va comparar amb el grafit, perquè va resultar ser 600mA amb grafit. Per cert, s’allibera hidrogen durant la reacció, que també es pot recollir i utilitzar com a font d’energia. En definitiva, hi ha espai per créixer. Això és tot de moment. Gràcies per la vostra atenció. Ens veiem aviat!