Многоразовый алюминий-воздушный элемент

[Arkadiy]

С чем связано в современных версиях ал.-воз. элемента образование гидрированного оксида алюминия и как следствие расход электролита, а не просто оксида алюминия?

Электрохимические реакции требуют использования электролита, а в сухую они не идут - в любом случае окись алюминия быстро изолирует алюминиевый электрод и ток прекратится, даже если вы каким-то Макаром запустите процесс в сухую))) 

[Vlad123]

Электрохимические реакции требуют использования электролита, а в сухую они не идут - в любом случае окись алюминия быстро изолирует алюминиевый электрод и ток прекратится, даже если вы каким-то Макаром запустите процесс в сухую))) 

Но в цинк-воздушном, вроде, электролит не расходуется и вода возвращается назад в электролит? И на выходе получается просто диоксид цинка?

 

Алюминиево-ионный аккумулятор изобрели - http://forum.xumuk.r...howtopic=184999

 

Смущает то, что графит который в этих "аккумуляторах" используют в качестве катода, хорошим окислителем не является. И поэтому в литий-ионных его наоборот используют в качестве анода. И другие данные выглядят слишком хорошо, чтобы быть правдой.

http://geektimes.ru/post/248656/

Сомнительно, чтобы столь простую химию ранее упустили из виду.

В статье говорится она выдает 2 В напряжения, а в эксперименте всего 0.6 В, - что более правдоподобно. А значит заявленную плотность энергии можно смело уменьшить в 4 раза, как минимум.

Кроме того плотность энергии ал.-воз. все равно в 10 раз больше заявленной у них.

Изменено 13 Августа, 2015 в 22:33 пользователем Vlad123

[dx_]

Смущает то, что графит который в этих "аккумуляторах" используют в качестве катода, хорошим окислителем не является.

 

Там другой механизм накопления заряда на катоде. Читали бы внимательнее, что ли.

С чем связано в современных версиях ал.-воз. элемента образование гидрированного оксида алюминия и как следствие расход электролита, а не просто оксида алюминия?

 

Образование гидрооксида обусловлено особенностями алюминия как химического элемента. По этим же причинам алюминий в чистом виде не встречается в природе.

[Vlad123]

Образование гидрооксида обусловлено особенностями алюминия как химического элемента. По этим же причинам алюминий в чистом виде не встречается в природе.

 

А подробнее? Цинк тоже не встречается в чистом виде. Сравним две реакции.

 

Цинк воздушный эдемент:

 

Анод: Zn + 4OH⁻ → Zn(OH)₄²⁻ + 2e⁻ (E₀ = －1.25 V)

Электролит: Zn(OH)₄²⁻ → ZnO + H₂O + 2OH⁻

Катод: 1/2 O₂ + H₂O + 2e⁻ → 2OH⁻ (E₀ = 0.34 V pH＝11)

Общая: 2Zn + O₂ → 2ZnO (E₀ = 1.59 V)

 

Электролит, стало быть, не расходуется и оксид цинка образуется как продукт.

 

Теперь алюминий-воздушный:

 

Анод:  Al + 3OH− → Al(OH)3 + 3e− +2.31 V

Катод: O2 + 2H2O+ 4e → 4OH− +0.40 V.

Общая: 4Al + 3O2 + 6H2O → 4Al(OH)3 + 2.71 V

 

Как видно, электролит поглощается конечным продуктом.

 

[dx_]

А подробнее? Цинк тоже не встречается в чистом виде. Сравним две реакции.

 

Цинк воздушный эдемент:

 

Анод: Zn + 4OH⁻ → Zn(OH)₄²⁻ + 2e⁻ (E₀ = －1.25 V)

Электролит: Zn(OH)₄²⁻ → ZnO + H₂O + 2OH⁻

Катод: 1/2 O₂ + H₂O + 2e⁻ → 2OH⁻ (E₀ = 0.34 V pH＝11)

Общая: 2Zn + O₂ → 2ZnO (E₀ = 1.59 V)

 

Электролит, стало быть, не расходуется и оксид цинка образуется как продукт.

 

Теперь алюминий-воздушный:

 

Анод:  Al + 3OH− → Al(OH)3 + 3e− +2.31 V

Катод: O2 + 2H2O+ 4e → 4OH− +0.40 V.

Общая: 4Al + 3O2 + 6H2O → 4Al(OH)3 + 2.71 V

 

Как видно, электролит поглощается конечным продуктом.

 

 

Алюминий сильнее не встречается. А теперь восстановите гидрооксид в обратную сторону (и заодно напомните, куда у вас делся ваш оксид ). У меня больше можете ни о чем не спрашивать

Изменено 14 Августа, 2015 в 12:41 пользователем dx_

[Vlad123]

А безводный электролит нельзя использовать?

[dx_]

цирк слабоумных в теме

[Vlad123]

В Америке проводят исследования в области цинк-воздушных аккумуляторов (перезаряжаемых электрически, а не механически, надо полагать), использующих ионную жидкость в качестве электролита. Заявленная практическая энергоемкость, которой они мечтают достичь - 1600 Вт/кг. Возможно ли восстановление алюминия из его оксида с помощьью ионной жидкости, и на какой КПД этого процесса можно рассчитывать?

Вопрос только с каким КПД и сколько циклов?

Изменено 9 Июня, 2016 в 08:04 пользователем Vlad123

[mypucm]

Сначала попробуйте восстановить электрохимически алюминий из его оксида (кроме как в расплаве с добавкой криолита). Так что, КПД = 0

[Vlad123]

Сначала попробуйте восстановить электрохимически алюминий из его оксида (кроме как в расплаве с добавкой криолита). Так что, КПД = 0

 

А какие металлы можно в принципе восстановить из оксидов без больших проблем? Железо, кальций? У железно-воздушного получилась бы приличная энергоемкость...

В википедии упоминается железно-воздушный аккумулятор, но это наверное не то, там процесс идет с образованием гидроксидов и емкость всего 90—135 Вт·ч/кг.

 https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%96%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%B7%D0%BE-%D0%B2%D0%BE%D0%B7%D0%B4%D1%83%D1%88%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%B0%D0%BA%D0%BA%D1%83%D0%BC%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%82%D0%BE%D1%80

Изменено 9 Июня, 2016 в 09:38 пользователем Vlad123