Перейти к содержанию
Форум химиков на XuMuK.ru

Алюминий-кремниевый аккумулятор (Al-Si)


Wayat

Рекомендуемые сообщения

Решение задач, рефераты, курсовые! Онлайн сервис помощи учащимся. Цены в 2-3 раза ниже!

Здравствуйте! 

Я заинтересовался аккумуляторами недавно, вот почитал, кое-что придумал. Задумка в общем-то проста, сделать катод из алюминиевой фольги (может быть с добавлением магния ( для повышения напряжения аккумулятора)), а анод кремния, естественно применять простой кремний уже пробовали и ничего не вышло (он начинал дробиться), но все же некоторые пути решения уже придумали ( кремниевые нанотрубки; создание оболочки из углерода вокруг кремния, чтобы все все куски после дробления оставались вместе; использование пластин с "волосками" из кремния), но я пока не занимаюсь этой проблемой (оставлю на будущее), а сейчас хочу заняться именно химией этого аккумулятора.

Вообще идея заместить литий на алюминий в кремниевом аккумуляторе пришла мне после новости от Стэнфордских ученых, о том, что они создали алюминиевый аккумулятор. Мне кажется что это неплохая идея, ведь алюминий намного более доступен, он более безопасен, кроме того у него степень окисления 3, когда у лития 1. Получается, что если один атом кремния может "удержать" 4 иона лития, то он может "удержать" и 1 ион алюминия (глупый подсчет, но я не очень много знаю (хотя стараюсь узнать) в этой сфере), и тогда расширение анода (из-за чего и дробится кремний) уменьшится. Кроме того энергоемкость должна быть не хуже, а скорее всего и лучше, чем у обычных аккумуляторов.

Собственно сам состав, который я пока хочу испытать:

1) Катод:

    +Алюминиевая фольга ( может с добавлением магния)

2) Анод

    +Медная фольга с нанесённым на неё порошком кремния (и добавить немного порошка меди в кремний(для улучшения электропроводности))

3) Сепаратор

    + ПЭТ сепаратор, как в обычных Li-ion

4) Электролит

    +Диметилсульфоксид

    +AlCl3

    +LiCl (в забугорных источниках говорят, что помогает при разрядке алюминиевых аккумуляторов)

Скажите то, что думаете: возможна ли такая химия у аккумулятора? Может стоит что-то изменить в составе электролита, или электродов?

Надеюсь на вашу помощь!

Изменено пользователем Wayat
Ссылка на комментарий
33 минуты назад, aversun сказал:

Спасибо за ответ, aversun! 

Я уже находил эту статью (она немало мне помогла), но увы, а может к счастью (зависит от успехов :D ) ничего про этот тип аккумуляторов не сказано, да и вообще про него никто ничего особо не говорит.

Кстати, я пока собираюсь использовать простой порошок кремния только для уменьшения стоимости эксперимента ( а то вдруг вообще такой аккумулятор не заработает, а я 200 тысяч потрачу на него), потом, конечно, будут улучшения для увеличения срока службы. Но все равно спасибо за ответ!

Ссылка на комментарий

а какая реакция будет у вас идти в вашем аккумуляторе? Алюминий будет реагировать с чем?

какое напряжение одной ячейки у вас будет?

ну начнете вы заряжать этот аккумулятор, будет происходит электролиз хлорида алюминия. Алюминий должен восстановиться до металла в диметилсульфоксиде - этого я не знаю. В воде такое не происходит. А хлор съест вашу медь превратив ее в хлорид меди.

Изменено пользователем Иван1978
Ссылка на комментарий
32 минуты назад, Иван1978 сказал:

а какая реакция будет у вас идти в вашем аккумуляторе? Алюминий будет реагировать с чем?

какое напряжение одной ячейки у вас будет?

Здравствуйте! Напряжение полагаю при алюминиевом ( без добавления магния или чего-либо ещё) катоде будет в районе 2-3 вольт. А реакция будет проходить с AlCl3. Будет "уходить" и "возвращаться" часть хлора.

Ссылка на комментарий
Только что, Wayat сказал:

Здравствуйте! Напряжение полагаю при алюминиевом ( без добавления магния или чего-либо ещё) катоде будет в районе 2-3 вольт. А реакция будет проходить с AlCl3. Будет "уходить" и "возвращаться" часть хлора.

А хлор куда будет уходить и откуда возвращаться?

Кремний там вообще зачем?

Диметилсульфоксид не годится для электролита, т.к. в нем низкая активность ионов алюминия, для этого существуют другие электролиты, например эфиро-гидридные.

Ссылка на комментарий
8 минут назад, Иван1978 сказал:

если меньше 3 вольт даже не пытайтесь что-то предпринимать. Алюминий с хлоридом алюминия не реагирует.

Напряжение я вероятно смогу поднять добавлением в алюминий других металлов ( например, могу добавить магния или небольшое количество лития ( пару процентов по массе)). А насчёт реакции, я точно не знаю, но где-то(может быть даже на этом форуме) уже был эксперимент с использованием ДМСО с хлоридом алюминия в аккумуляторе, правда тема давно затихла и там был более классический анод (углерод). В алюминиевом аккумуляторе из Стенфордского университета вроде как в процессе заряда получается AlCl4-, если я не ошибаюсь, но там правда и растворитель другой: 1-этил-3-метилимидазолия хлорид, однако аккумулятор с димексидом вроде как работал, а значит какая-то реакция шла... 

Ссылка на комментарий
32 минуты назад, aversun сказал:

А хлор куда будет уходить и откуда возвращаться?

Кремний там вообще зачем?

Диметилсульфоксид не годится для электролита, т.к. в нем низкая активность ионов алюминия, для этого существуют другие электролиты, например эфиро-гидридные.

Кремний взят вместо углерода, чтобы уменьшить вес аккумулятора, он вроде как может удерживать больше ионов на аноде. А что касается хлора, ну не знаю, как ответил ивану1978 ( надеюсь, что так можно делать, в смысле менять падеж у никнейма) он может уходить к другим атомам алюминия и создавать AlCl4- ( если сейчас несу откровенный бред, то прошу прощения, я не очень много знаю в этой области). 

А вот насчёт использования эфира хорошая идея! Я все равно должен был бы что-то делать с температурой плавления ДМСО, скорее всего и добавлял бы эфир. 

Изменено пользователем Wayat
Ссылка на комментарий

Если посмотреть Ютуб изготовление батареек и аккумуляторов - то это какая-то мужская проблема. Все кому не лень пытаются изготавливать батарейки, но у них не очень получается, в виду того, что они не всё понимают.:)

Я уже говорил в другой теме, что я еще ни разу не видел алюминиевой батарейки, так как это должно быть. Источники тока на алюминии видел, но они очень маломощные и не эффективные.

Маломощные это значит не удается сделать батарейку размера АА с током короткого замыкания как хотя бы у солевой батарейки 1 ампер. А не эффективные означает, что напряжение батарейки не равно теоретическому 3 вольта, энергия алюминия расходуется зря.

Изменено пользователем Иван1978
Ссылка на комментарий

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти
  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу
×
×
  • Создать...
Яндекс.Метрика