อาศิรพจน์ ชาวเว็บไซต์ของเรา!
ในแต่ละปีการผลิตน้ำมันมีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อย ๆ และเชื้อเพลิงที่ได้จากมันมีราคาสูงขึ้นเรื่อย ๆ ในประเทศสหภาพยุโรปพวกเขาขู่ว่าจะหยุดการผลิตเครื่องยนต์เบนซินพวกเขาต้องการแทนที่รถยนต์ทุกคันด้วยรถยนต์ไฟฟ้า แต่แบตเตอรี่ลิเธียมก็ยังห่างไกลจากอุดมคติและโดยวิธีการที่พวกเขาไม่รีบร้อนที่จะกลายเป็นอุดมคติ ในกรณีที่ดีที่สุดในการชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมเพียงครั้งเดียวจะสามารถครอบคลุมระยะทางสูงสุด 700 กม. หลังจากนั้นคุณจะต้องชาร์จแบตเตอรี่เป็นเวลาประมาณหนึ่งสัปดาห์และหากคุณใช้เต้ารับธรรมดาสำหรับการชาร์จโดยทั่วไปจะใช้เวลานาน และคุณแค่คิดว่าจะเกิดอะไรขึ้นถ้าทุกคนเริ่มชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องโหลดบนกริดพลังงานจะมีมากขนาดไหน โดยทั่วไปแล้วอนาคตของแบตเตอรี่ลิเธียมจะค่อนข้างคลุมเครือและมีงานวิจัยทุกปีที่ทุ่มเทให้กับการค้นหาตัวเลือกแบตเตอรี่ใหม่ ๆ
อย่างที่คุณทราบโลหะที่ใช้พลังงานมากที่สุดคืออลูมิเนียม ในเวลาที่เรามีแบตเตอรี่อลูมิเนียมต้นแบบคุณสามารถขับรถได้ประมาณ 2000 กม. โดยไม่ต้องชาร์จและการชาร์จแบตเตอรี่ประเภทนี้ใช้เวลาเพียง 15 นาทีหลังจากนั้นคุณสามารถเดินทางต่อไปอีกประมาณ 2,000 กม.
การชาร์จแบตเตอรี่อลูมิเนียมแตกต่างจากการชาร์จแบตเตอรี่ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียม อย่างไรก็ตามไม่มีอะไรซับซ้อนเลยคุณเพียงแค่ใส่อลูมิเนียมใหม่เทอิเล็กโทรไลต์และเทอิเล็กโทรไลต์ใหม่ทุกอย่างก็เหมือนกับน้ำมันเบนซิน รถเพียงแค่นี้เป็นรถยนต์ไฟฟ้าและไม่มีการโหลดในตารางพลังงาน นอกจากนี้คุณไม่จำเป็นต้องสร้างร้านค้าจำนวนมากด้วยสายไฟที่มีหน้าตัดขนาดใหญ่เพื่อชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าเหล่านี้ทั้งหมด
แต่ไม่ใช่ทุกอย่างที่นี่ราบรื่น การรับไฟฟ้าจากอลูมิเนียมนั้นไม่ได้ง่ายอย่างที่เราต้องการ ก่อนอื่นเรามาดูว่าหลักการของแบตเตอรี่อลูมิเนียมคืออะไร
เพื่อให้แบตเตอรี่เริ่มทำงานจำเป็นต้องใช้อิเล็กโทรด 2 อัน: อันหนึ่งโดยธรรมชาติจากอลูมิเนียมและตัวที่สองจากกราไฟต์ ขั้วไฟฟ้าทั้งสองนี้อยู่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์
เกลือ (NaCl) สามารถใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ แต่คุณสามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าให้เป็น 0.7V อัลคาไลน์อิเล็กโทรไลต์ (NaOH) สามารถเพิ่มแรงดันไฟฟ้าได้มากขึ้นแล้วประมาณ 1V
ระหว่างปฏิกิริยาทางเคมีอลูมิเนียมจะถูกเคลือบด้วยชั้นของอลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (Al (OH) 3) ซึ่งจะค่อยๆจมลงสู่ก้นถัง และบนพื้นผิวของฟองไฮโดรเจนขั้วไฟฟ้ากราไฟท์ก่อตัวขึ้นซึ่งนำไปสู่การเพิ่มความต้านทานและแรงดันไฟฟ้าที่ลดลงกระบวนการนี้เรียกว่าโพลาไรเซชัน
ปัญหาแรกที่เกิดจากการตกตะกอนของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์สามารถกำจัดได้โดยการเพิ่มกำลังการผลิตที่ใช้แล้ว แต่ปัญหาที่สองนั้นสามารถช่วยได้โดยการลดมวลของแมงกานีสออกไซด์ซึ่งจะกลายเป็นไฮดรอกไซด์แมงกานีสในระหว่างการทำงาน
ในความเป็นจริงเราได้รับแบตเตอรี่อัลคาไลน์ธรรมดา แต่มีขนาดใหญ่มากเท่านั้น แต่ปัญหาใหม่เกิดขึ้น ความจริงก็คือแมงกานีสออกไซด์จะถูกบริโภคด้วยและมันก็จะต้องมีการเปลี่ยนแปลง และเราต้องมั่นใจว่าใช้อลูมิเนียมเท่านั้น ในการทำเช่นนี้ให้นำออกซิเจนจากอากาศโดยรอบ นี่คือจุดที่แบตเตอรี่อลูมิเนียมอากาศเริ่มทำงาน ผนังด้านหนึ่งต้องถูกแทนที่ด้วยเมมเบรนแบบแก๊สซึมเข้าไปได้และขั้วไฟฟ้ากราไฟต์จะต้องถูกแทนที่ด้วยส่วนผสมของกราไฟต์และแมงกานีสออกไซด์ด้วยทองคำขาวหรือนาโนเงิน
แมงกานีสออกไซด์ที่มีอนุภาคนาโนโลหะชั้นสูงไม่ทำปฏิกิริยา แต่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเนื่องจากไฮโดรเจนจากอิเล็กโทรไลต์จะถูกออกซิไดซ์โดยออกซิเจนในอากาศ
เทคโนโลยีในการผลิตแมงกานีสออกไซด์ที่มีการรวมอนุภาคเงินนาโนเป็นหลักการที่ไม่ซับซ้อนและสามารถทดลองได้ในสภาพศิลปะ แต่ในบทความนี้เราจะพูดถึงวิธีการเลือกงบประมาณที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแบตเตอรี่ที่ได้รับพลังงานจากอลูมิเนียม คำแนะนำต่อไปนี้นำมาจากช่องทีวีที่ร้อนแรงของ YouTube รายละเอียดเพิ่มเติม ในวิดีโอต้นฉบับของผู้แต่ง:
กราไฟท์รุ่นประหยัดที่มีงบประมาณ จำกัด คือเม็ดมีดแบบสัมผัสสำหรับฤดูร้อนสำหรับรถเข็นรถเข็น พวกเขาสามารถพบได้ฟรีที่ป้ายรถรางสุดท้ายหรือคุณสามารถซื้อพวกเขาพวกเขาไม่แพงเลยผู้เขียนพบพวกเขาขายที่ 22 rubles ต่อชิ้น
ต่อไปเราต้องการอัลคาไล นี่คือเครื่องมือสำหรับทำความสะอาดท่อในองค์ประกอบประกอบด้วยโซเดียมอัลคาไลน์หนึ่งร้อยเปอร์เซ็นต์
ในการเริ่มต้นปฏิกิริยาอัลคาไลน์เราต้องการเพียงเล็กน้อย 1 กรัมของอัลคาไลต่อน้ำ 0.5 ลิตรก็เพียงพอแล้ว
ก่อนอื่นเรามาตรวจสอบว่าจำเป็นต้องใช้ขั้วไฟฟ้ากราไฟท์ในแบตเตอรี่นี้หรือไม่ สำหรับประสบการณ์ลองใช้อิเล็กโทรดสแตนเลสนี้
ตอนนี้เราใส่แผ่นอลูมิเนียมและอิเล็กโทรดสแตนเลสเข้าไปในอัลคาไลน์เชื่อมต่อมัลติมิเตอร์และดูว่าโวลต์นั้นมีกี่โวลต์
อย่างที่คุณเห็นมันกลายเป็นประมาณ 1.4V ทีนี้ลองตรวจสอบกระแสไฟฟ้าลัดวงจร
กระแสไฟฟ้าลัดวงจรเปิดในภูมิภาค 20mA ข้อสรุปอะไรที่สามารถวาดได้: ในทางทฤษฎีในสภาวะที่รุนแรงเป็นไปได้ที่จะรวบรวมแบตเตอรี่ของแก้วสแตนเลสและอลูมิเนียมฟอยล์
ต่อไปเราจะมีขั้วไฟฟ้าทองแดงที่ทำจากทองแดงไฟฟ้า
ดังที่เราสามารถสังเกตได้ว่าแรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 1.4V เล็กน้อย แต่กระแสไฟฟ้าลัดวงจรสูงเป็นครั้งแรก แต่จากนั้นมันก็เริ่มลดลงอย่างรวดเร็วและทองแดงก็เริ่มปกคลุมด้วยสารเคลือบสีเข้มซึ่งอาจเกิดจากสิ่งสกปรกในน้ำ ในการทดลองนี้ผู้เขียนใช้การแตะจากการแตะ
ตอนนี้แช่ขั้วไฟฟ้ากราไฟท์ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์
เมื่อใช้อิเล็กโทรดนี้จะได้รับแรงดันไฟฟ้า 1.3 V กระแสไฟฟ้าลัดวงจรจะหยุดในพื้นที่ 17 mA เมื่อดูอย่างรวดเร็วครั้งแรกดูเหมือนว่าขั้วไฟฟ้าสแตนเลสมีประสิทธิภาพมากขึ้น แต่พื้นที่ผิวของขั้วไฟฟ้าสแตนเลสมีขนาดใหญ่ขึ้นดังนั้นจึงยังไม่เป็นที่รู้จักว่ากราไฟท์หรือสแตนเลสใดจะดีกว่า
เนื่องจากกราไฟต์มีความต้านทานค่อนข้างสูงคุณต้องจัดการกับมัน มีความจำเป็นต้องสร้างอิเล็กโทรดจากวัสดุที่นำไฟฟ้าได้ดีและกราไฟท์ควรอยู่บนพื้นผิวของมันเท่านั้นมีการตัดสินใจที่จะเจาะผ่านกราไฟท์และในรูที่เกิดทำให้ตัดด้ายสำหรับสลักเกลียว m6
ผลที่ได้คืออิเล็กโทรดเหล็กที่มีเปลือกกราไฟท์
ความต้านทานของกราไฟท์แบบไม่เจาะมีค่าประมาณ 4.5 โอห์ม แต่ของกราไฟท์แบบเจาะมีค่าประมาณ 1.7 โอห์ม
บนใบหน้าการลดลงของความต้านทานและดังนั้นประสิทธิภาพของโครงสร้างจะเพิ่มขึ้น ในการทดลองเพิ่มเติมเราจะใช้น้ำกลั่น
การทดลองครั้งแรกกับอิเล็กโทรไลต์ซึ่งใน 4 กรัมของอัลคาไลต่อน้ำ 1 ลิตร
กระแสไฟฟ้าลัดวงจรเปิดออก 150mA อิเล็กโทรไลต์ต่อไปมีความเข้มข้น 6 กรัมของอัลคาไลต่อ 1 ลิตร ทีนี้ทุกครั้งที่เราจะเพิ่มความเข้มข้น 2 กรัมจนกว่าเราจะไปถึงความเข้มข้นที่กระแสจะไม่เพิ่มขึ้น
แม้ว่าแบตเตอรี่แบบธรรมดานั้นจะไม่มีประสิทธิภาพในปัจจุบันมาก แต่แบตเตอรี่ดังกล่าวสามารถทำงานได้เป็นเวลานานและอลูมิเนียมใด ๆ ก็สามารถใช้เป็นขั้วไฟฟ้าได้ซึ่งสามารถหลอมเป็นขั้วไฟฟ้าของรูปร่างใด ๆ ได้อย่างง่ายดายเช่นกระป๋องอลูมิเนียม เครื่องดื่มที่มีแอลกอฮอล์และไม่มีแอลกอฮอล์ต่างๆฟอยล์ช็อคโกแลต ฯลฯ
ผลก็คือหลังจากการทดลองทั้งหมดที่มีความเข้มข้นของอิเล็กโตรไลต์ที่แตกต่างกันกลายเป็นที่ชัดเจนว่าด้วยการออกแบบของแบตเตอรี่นี้ทำให้รู้สึกว่าเพิ่มอัลคาไลมากกว่า 12 กรัมลงในน้ำ 1 ลิตรนั่นคือเราได้สารละลายประมาณ 1%
จากนั้นผู้เขียนประกอบคลิปอีกอันประกอบด้วยขั้วไฟฟ้า 3 อัน
แบตเตอรี่สองก้อนให้แรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าและสูญเสียน้อยกว่าดังนั้นผลลัพธ์จึงดีกว่า
ทีนี้มาดูถังอิเล็กโทรไลต์อะลูมิเนียมชิ้นใหญ่และขั้วไฟฟ้าสแตนเลส 2 อัน
ในถังความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ 10g / 1l กระแสสูงสุด 1.3A ลดลงเหลือ 520mA ด้วยพื้นที่สเตนเลสขนาดใหญ่ทั้งหมดมันไม่ได้เปรียบเทียบกับแกรไฟต์เพราะมันกลายเป็น 600mA ด้วยกราไฟท์ โดยวิธีการที่ไฮโดรเจนถูกปล่อยออกมาในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาซึ่งสามารถเก็บรวบรวมและใช้เป็นแหล่งพลังงาน ในระยะสั้นมีห้องที่จะเติบโต นั่นคือทั้งหมดที่ในตอนนี้ ขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ แล้วพบกันเร็ว ๆ นี้!