รถเติมน้ำมันด้วยอะลูมิเนียม แบตเตอรี่อะลูมิเนียม แหล่งพลังงานรวม

ผู้ชื่นชอบรถยนต์ไฟฟ้าใฝ่ฝันมานานแล้วว่าแบตเตอรี่จะช่วยให้เพื่อนสี่ล้อเดินทางได้มากกว่าหนึ่งพันกิโลเมตรด้วยการชาร์จเพียงครั้งเดียว ฝ่ายบริหารของ Phinergy สตาร์ทอัพสัญชาติอิสราเอลเชื่อว่าแบตเตอรี่อากาศอะลูมิเนียมที่พัฒนาโดยผู้เชี่ยวชาญของบริษัทจะทำหน้าที่นี้ได้อย่างดีเยี่ยม

Aviv Sidon ซีอีโอของ Phinergy เพิ่งประกาศการเริ่มต้นความร่วมมือกับ ผู้ผลิตรถยนต์รายใหญ่- คาดว่าเงินทุนเพิ่มเติมจะช่วยให้บริษัทสามารถผลิตแบตเตอรี่ปฏิวัติวงการได้จำนวนมากภายในปี 2560

ในวิดีโอ ( ในตอนท้ายของบทความ) นักข่าว Bloomberg Elliot Gotkin ขับรถไปรอบๆ พวงมาลัยของรถยนต์ขนาดกะทัดรัดที่ได้รับการดัดแปลงเป็นรถยนต์ไฟฟ้า ในเวลาเดียวกัน มีการติดตั้งแบตเตอรี่อากาศอะลูมิเนียม Phinergy ไว้ที่ท้ายรถรถคันนี้

รถยนต์ไฟฟ้า Citroen C1 ที่ใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสามารถเดินทางได้ไม่เกิน 160 กม. ต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง แต่แบตเตอรี่ Phinergy แบบอลูมิเนียมช่วยให้สามารถเดินทางได้เพิ่มอีก 1,600 กม.

วิดีโอนี้แสดงให้เห็นวิศวกรกำลังเติมน้ำกลั่นลงในถังพิเศษภายในรถสาธิต ฉาย คอมพิวเตอร์ออนบอร์ดระยะการเดินทางของรถจะแสดงบนจอแสดงผล โทรศัพท์มือถือซีอีโอของ Phinergy

น้ำทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับอิเล็กโทรไลต์ที่ไอออนจะผ่านไปและปล่อยพลังงานออกมา ไฟฟ้าถูกใช้เพื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้าของรถยนต์ ตามที่วิศวกรของสตาร์ทอัพระบุว่า น้ำในถังของรถสาธิตจำเป็นต้องเติมใหม่ “ทุกๆ สองสามร้อยกิโลเมตร”

แบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศใช้แผ่นอะลูมิเนียมเป็นขั้วบวก และ อากาศภายนอกทำหน้าที่เป็นแคโทด ส่วนประกอบอะลูมิเนียมของระบบจะค่อยๆ สลายตัวเมื่อโมเลกุลของโลหะรวมตัวกับออกซิเจนและปล่อยพลังงาน

พูดให้ละเอียดยิ่งขึ้น: อะลูมิเนียม 4 อะตอม ออกซิเจน 3 โมเลกุล และน้ำ 6 โมเลกุลรวมกันเพื่อสร้างอลูมินาไฮเดรต 4 โมเลกุล และปล่อยพลังงานออกมา

ในอดีต แบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหารเท่านั้น เนื่องจากจำเป็นต้องถอดอะลูมิเนียมออกไซด์ออกเป็นระยะ ๆ และเปลี่ยนแผ่นอะลูมิเนียมแอโนด

Phinergy กล่าวว่าวัสดุแคโทดที่เป็นเอกสิทธิ์ช่วยให้ออกซิเจนจากอากาศภายนอกเข้าสู่เซลล์แบตเตอรี่ได้อย่างอิสระ โดยไม่ปล่อยให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่พบในอากาศปนเปื้อนในแบตเตอรี่ นี่คือสิ่งที่ในกรณีส่วนใหญ่ทำให้การทำงานปกติของแบตเตอรี่อลูมิเนียมอากาศเป็นเวลานาน อย่างน้อยก็จนถึงตอนนี้

ผู้เชี่ยวชาญของบริษัทยังกำลังพัฒนาอุปกรณ์ที่สามารถชาร์จใหม่ได้โดยใช้ไฟฟ้าอีกด้วย ในกรณีนี้ อิเล็กโทรดที่เป็นโลหะจะไม่เสื่อมสภาพเร็วเท่ากับในกรณีของอะนาล็อกอะลูมิเนียม-อากาศ

ไซดอนกล่าวว่าพลังงานจากแผ่นเวเฟอร์อะลูมิเนียมแผ่นเดียวช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าเดินทางได้ประมาณ 32 กิโลเมตร (ซึ่งทำให้เราประมาณว่ากำลังไฟฟ้าจำเพาะต่อแผ่นเวเฟอร์อยู่ที่ประมาณ 7 กิโลวัตต์ชั่วโมง) ดังนั้นเครื่องสาธิตจึงได้ติดตั้งเพลทดังกล่าวจำนวน 50 แผ่น

ตามที่ผู้จัดการระดับสูงระบุไว้ แบตเตอรี่ทั้งหมดมีน้ำหนักเพียง 25 กก. ส่งผลให้ความหนาแน่นของพลังงานสูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสมัยใหม่ทั่วไปถึง 100 เท่า

เป็นไปได้ว่าในกรณี รูปแบบการผลิตแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าอาจมีน้ำหนักมากขึ้นอย่างเห็นได้ชัด การติดตั้งแบตเตอรี่ด้วยระบบปรับสภาพความร้อนจะช่วยเพิ่มมวลและ เคสป้องกันซึ่งไม่พบในต้นแบบ (ตัดสินจากวิดีโอ)

ไม่ว่าในกรณีใด การเกิดขึ้นของแบตเตอรี่ที่มีความหนาแน่นของพลังงานซึ่งมีลำดับความสำคัญสูงกว่าของสมัยใหม่ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะเป็นข่าวดีสำหรับผู้ผลิตรถยนต์ที่ได้เดิมพัน รถยนต์ไฟฟ้า- เนื่องจากจะช่วยขจัดปัญหาต่างๆ ที่เกิดจากรถยนต์ไฟฟ้าสมัยใหม่ในจำนวนจำกัด

ต่อหน้าเราเป็นอย่างมาก ต้นแบบที่น่าสนใจแต่คำถามมากมายยังคงไม่ได้รับคำตอบ แบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศจะถูกนำไปใช้ในการผลิตรถยนต์ไฟฟ้าอย่างไร การเปลี่ยนแผ่นอลูมิเนียมจะยากแค่ไหน? จะต้องเปลี่ยนบ่อยแค่ไหน? (หลังจาก 1,500 กม. หลังจาก 5,000 กม. หรือน้อยกว่านั้นบ่อยครั้ง)

เอกสารทางการตลาดที่มีอยู่ในขั้นตอนนี้ไม่ได้อธิบายว่าปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ทั้งหมดของแบตเตอรี่โลหะ-อากาศจะเป็นอย่างไร (ตั้งแต่ช่วงเวลาของการสกัดวัตถุดิบไปจนถึงการติดตั้งแบตเตอรี่ในรถยนต์) เมื่อเปรียบเทียบกับอะนาล็อกลิเธียมไอออนสมัยใหม่

ประเด็นนี้อาจสมควรได้รับการศึกษาอย่างละเอียด และ งานวิจัยจะต้องทำให้เสร็จสิ้นก่อนการดำเนินการมวลชนจะเริ่มขึ้น เทคโนโลยีใหม่เนื่องจากการสกัดและแปรรูปแร่อะลูมิเนียมและการสร้างโลหะที่ใช้งานได้นั้นเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานมาก

อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถตัดสถานการณ์อื่นออกได้ สามารถเพิ่มแบตเตอรี่โลหะ-อากาศเพิ่มเติมลงในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนได้ แต่จะใช้สำหรับการเดินทางระยะไกลเท่านั้น ตัวเลือกนี้อาจดึงดูดผู้ผลิตรถยนต์ไฟฟ้าได้มาก แม้ว่าแบตเตอรี่ชนิดใหม่จะมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนสูงกว่าก็ตาม

ขึ้นอยู่กับวัสดุ

การค้นหาวิธีปรับปรุงแบตเตอรี่อะลูมิเนียมไอออนมาเกือบสามสิบปีกำลังใกล้จะถึงจุดสิ้นสุด แบตเตอรี่ก้อนแรกที่มีขั้วบวกอะลูมิเนียมที่สามารถชาร์จได้อย่างรวดเร็ว แต่มีราคาไม่แพงและทนทาน ได้รับการพัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด

นักวิจัยประกาศอย่างมั่นใจว่าการผลิตผลของพวกเขาอาจเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยแทนแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้กันทั่วไปทุกวันนี้ เช่นเดียวกับแบตเตอรี่อัลคาไลน์ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

โปรดจำไว้ว่าบางครั้งแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนก็ติดไฟได้ ศาสตราจารย์ด้านเคมี Hongzhi Dai มั่นใจว่าแบตเตอรี่ใหม่ของเขาจะไม่ติดไฟ แม้ว่าคุณจะเจาะทะลุแบตเตอรี่ก็ตาม เพื่อนร่วมงานของศาสตราจารย์ เดย์ บรรยายถึงแบตเตอรี่ใหม่นี้ว่า "แบตเตอรี่อะลูมิเนียมไอออนแบบชาร์จไฟได้เร็วเป็นพิเศษ"

เนื่องจากต้นทุนต่ำ ความปลอดภัยจากอัคคีภัย และความสามารถในการสร้างความจุไฟฟ้าที่สำคัญ อลูมิเนียมจึงดึงดูดความสนใจของนักวิจัยมาเป็นเวลานาน แต่ใช้เวลาหลายปีในการสร้างแบตเตอรี่อะลูมิเนียมไอออนที่ใช้งานได้ในเชิงพาณิชย์ ซึ่งสามารถผลิตแรงดันไฟฟ้าที่เพียงพอแม้หลังจากชาร์จหลายครั้ง- รอบการจำหน่าย

นักวิทยาศาสตร์ต้องเอาชนะอุปสรรคมากมาย ได้แก่ การเสื่อมสลายของวัสดุแคโทด แรงดันไฟฟ้าในเซลล์ต่ำ (ประมาณ 0.55 โวลต์) การสูญเสียความจุและวงจรชีวิตไม่เพียงพอ (น้อยกว่า 100 รอบ) การสูญเสียพลังงานอย่างรวดเร็ว (จาก 26 เป็น 85 เปอร์เซ็นต์หลังจากนั้น 100 รอบ)

ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์ได้นำเสนอ แบตเตอรี่ขึ้นอยู่กับอลูมิเนียมที่มีความเสถียรสูง ซึ่งใช้ขั้วบวกโลหะอะลูมิเนียมจับคู่กับแคโทดโฟมกราไฟท์ 3 มิติ ก่อนหน้านี้ มีการลองใช้วัสดุต่างๆ มากมายสำหรับแคโทด และวิธีแก้ปัญหาที่ใช้กราไฟท์ถูกพบโดยบังเอิญ นักวิทยาศาสตร์จากกลุ่มของ Hongzhi Daya ได้ระบุวัสดุกราไฟท์หลายประเภทที่มีประสิทธิภาพสูงมาก

ในตัวอย่างทดลอง ทีมงานมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดได้วางไว้ แอโนดอลูมิเนียมแคโทดกราไฟท์ และอิเล็กโทรไลต์ไอออนิกเหลวที่ปลอดภัย ซึ่งประกอบด้วยสารละลายเกลือเป็นส่วนใหญ่ ลงในบรรจุภัณฑ์โพลีเมอร์ที่ยืดหยุ่น

ศาสตราจารย์ ได และทีมงานของเขาได้บันทึกวิดีโอซึ่งแสดงให้เห็นว่าถึงแม้จะเจาะกระสุนปืนแล้ว แบตเตอรี่ของพวกเขาก็ยังใช้งานได้ต่อไปอีกระยะหนึ่งและจะไม่ติดไฟ

ข้อได้เปรียบที่สำคัญของแบตเตอรี่ใหม่คือการชาร์จที่รวดเร็วเป็นพิเศษ โดยทั่วไปแล้ว แบตเตอรี่สมาร์ทโฟนลิเธียมไอออนจะใช้เวลาชาร์จหลายชั่วโมง แต่ต้นแบบของเทคโนโลยีใหม่นี้แสดงให้เห็นถึงความเร็วในการชาร์จสูงสุดหนึ่งนาทีอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน

ความทนทานของแบตเตอรี่ใหม่นั้นน่าทึ่งมาก อายุการใช้งานแบตเตอรี่มากกว่า 7500 รอบการชาร์จ-คายประจุ โดยไม่สูญเสียพลังงาน ผู้เขียนรายงานว่านี่คือแบตเตอรี่อะลูมิเนียมไอออนรุ่นแรกที่มีการชาร์จที่รวดเร็วเป็นพิเศษและมีเสถียรภาพนับพันรอบ แบบฉบับ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทนได้เพียง 1,000 รอบเท่านั้น

คุณลักษณะเด่นของแบตเตอรี่อะลูมิเนียมคือความยืดหยุ่น แบตเตอรี่สามารถโค้งงอได้ซึ่งบ่งบอกถึงศักยภาพในการใช้งานกับอุปกรณ์ที่มีความยืดหยุ่น เหนือสิ่งอื่นใดอลูมิเนียมมีราคาถูกกว่าลิเธียมมาก

ดูเหมือนว่าจะมีแนวโน้มว่าจะใช้แบตเตอรี่ดังกล่าวเพื่อกักเก็บพลังงานหมุนเวียนเพื่อสำรองไว้ใช้ในภายหลัง เครือข่ายไฟฟ้าเพราะตามข้อมูลล่าสุดจากนักวิทยาศาสตร์ แบตเตอรี่อะลูมิเนียมสามารถชาร์จได้นับหมื่นครั้ง

ตรงกันข้ามกับเซลล์ AA และ AAA ที่ใช้กันทั่วไปซึ่งมีแรงดันไฟฟ้า 1.5 โวลต์ แบตเตอรี่อะลูมิเนียมไอออนจะสร้างแรงดันไฟฟ้าประมาณ 2 โวลต์ นี่เป็นตัวเลขสูงสุดที่ใครๆ ก็ทำได้ด้วยอะลูมิเนียม และตัวเลขนี้จะได้รับการปรับปรุงในอนาคต นักพัฒนาแบตเตอรี่ใหม่กล่าว

สามารถบรรลุความหนาแน่นในการกักเก็บพลังงานที่ 40 Wh ต่อกิโลกรัม และตัวเลขนี้สูงถึง 206 Wh ต่อกิโลกรัม อย่างไรก็ตาม การปรับปรุงวัสดุแคโทด ศาสตราจารย์ Hongzhi Dai เชื่อว่าในที่สุดจะนำไปสู่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นและความหนาแน่นในการกักเก็บพลังงานที่สูงขึ้นในแบตเตอรี่เทคโนโลยีอลูมิเนียมไอออน ไม่ว่าในกรณีใด มีข้อได้เปรียบเหนือเทคโนโลยีลิเธียมไอออนหลายประการแล้ว ที่นี่เรามีต้นทุนต่ำผสมผสานกับความปลอดภัย การชาร์จความเร็วสูง ความยืดหยุ่น และ ระยะยาวบริการ

Phinergy สตาร์ทอัพสัญชาติอิสราเอลสาธิตแล้ว แบตเตอรี่อลูมิเนียมอากาศซึ่งสามารถขับเคลื่อนรถยนต์ไฟฟ้าได้ไกลถึง 1,000 ไมล์ (1,609 กม.) แบตเตอรี่อากาศอะลูมิเนียมของ Phinergy ต่างจากแบตเตอรี่ลมโลหะอื่นๆ ที่เราเขียนไว้ในอดีต ใช้อะลูมิเนียมเป็นเชื้อเพลิง จึงให้พลังงานเพิ่มที่ทัดเทียมก๊าซหรือดีเซล Phinergy กล่าวว่าได้ลงนามในสัญญากับผู้ผลิตรถยนต์ระดับโลกสำหรับ " การผลิตจำนวนมาก“แบตเตอรี่ในปี 2560

แบตเตอรี่แบบโลหะ-อากาศไม่ได้หมายความว่าอย่างนั้น ความคิดใหม่- แบตเตอรี่ซิงค์แอร์ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องช่วยฟังและอาจช่วยลดการสูญเสียการได้ยินได้ IBM กำลังยุ่งอยู่กับการทำงานกับแบตเตอรี่ลิเธียม-แอร์ที่มุ่งเป้าไปที่การจัดหาในระยะยาวเช่นเดียวกับ Phinergy ใน เดือนที่ผ่านมาปรากฎว่าแบตเตอรี่โซเดียมอากาศก็มีสิทธิ์ที่จะมีชีวิตเช่นกัน ในทั้งสามกรณี อากาศเป็นส่วนประกอบที่ทำให้แบตเตอรี่เป็นที่ต้องการอย่างมาก ในแบตเตอรี่ปกติ ปฏิกิริยาเคมีมีลักษณะเฉพาะภายในซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้พวกมันมักหนาแน่นและหนักมาก ในแบตเตอรี่โลหะ-อากาศ พลังงานได้มาจากการออกซิไดซ์โลหะ (ลิเธียม สังกะสี อลูมิเนียม) ด้วยออกซิเจนที่อยู่รอบตัวเรา ซึ่งไม่ถูกกักอยู่ในแบตเตอรี่ ผลลัพธ์ที่ได้คือแบตเตอรี่ที่เบากว่าและง่ายกว่า

แบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศของ Phinergy เป็นแบตเตอรี่ใหม่ด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรก เห็นได้ชัดว่าบริษัทได้ค้นพบวิธีป้องกันก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากการกัดกร่อนอะลูมิเนียม ประการที่สอง แบตเตอรี่กินอะลูมิเนียมเป็นเชื้อเพลิง และค่อยๆ เปลี่ยนอะลูมิเนียมธรรมดาเป็นอะลูมิเนียมไดออกไซด์ ต้นแบบแบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศของ Phinergy ประกอบด้วยแผ่นอะลูมิเนียมอย่างน้อย 50 แผ่น ซึ่งแต่ละแผ่นให้พลังงานตลอดการขับขี่ 20 ไมล์ หลังจากระยะทาง 1,000 ไมล์ จานจะต้องได้รับการชาร์จใหม่โดยอัตโนมัติ ซึ่งเป็นคำที่ฟังดูง่าย ๆ การกำจัดทางกายภาพแผ่นแบตเตอรี่ แบตเตอรี่อลูมิเนียมอากาศต้องเติมน้ำทุกๆ 200 ไมล์เพื่อฟื้นฟูระดับอิเล็กโทรไลต์

การชาร์จแบบกลไกนั้นทั้งยอดเยี่ยมและแย่มากทั้งนี้ขึ้นอยู่กับมุมมองของคุณ ในด้านหนึ่ง คุณทำให้รถมีอายุการใช้งานเพิ่มขึ้นอีก 1,000 ไมล์ โดยการเปลี่ยนแบตเตอรี่ ในทางกลับกัน ซื้อ แบตเตอรี่ใหม่ทุกๆพันไมล์ พูดง่ายๆ ก็คือไม่ประหยัดมากนัก ตามหลักการแล้ว เรื่องนี้น่าจะมาจากปัญหาเรื่องราคาแบตเตอรี่ กำลังพิจารณา ตลาดวันนี้อะลูมิเนียมหนึ่งกิโลกรัมมีราคา 2 ดอลลาร์ และชุดจาน 50 แผ่นมีราคา 25 กิโลกรัม จากการคำนวณง่ายๆ เราพบว่า "การชาร์จใหม่" รถยนต์จะมีราคา 50 เหรียญสหรัฐ 50 ดอลลาร์สำหรับการเดินทาง 1,000 ไมล์นั้นไม่เลวเลยเมื่อเทียบกับ 4 ดอลลาร์สำหรับน้ำมัน 1 แกลลอนที่จะใช้งานได้ 90 ไมล์ อลูมิเนียมไดออกไซด์สามารถรีไซเคิลกลับเป็นอะลูมิเนียมได้ อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ไม่ใช่กระบวนการที่ราคาถูก

ผู้สมัครวิทยาศาสตร์เทคนิค E. KULAKOV ผู้สมัครวิทยาศาสตร์เทคนิค S. SEVRUK ผู้สมัครวิทยาศาสตร์เคมี A. FARMAKOVSKAYA

โรงไฟฟ้าที่ใช้องค์ประกอบอากาศอลูมิเนียมครอบครองเพียงส่วนหนึ่งของท้ายรถและมีระยะทางสูงสุด 220 กิโลเมตร

หลักการทำงานขององค์ประกอบอากาศ-อลูมิเนียม

การทำงานของโรงไฟฟ้าที่ใช้องค์ประกอบอากาศอลูมิเนียมถูกควบคุมโดยไมโครโปรเซสเซอร์

เซลล์อากาศ-อะลูมิเนียมขนาดเล็กที่มีอิเล็กโทรไลต์เกลือสามารถเปลี่ยนแบตเตอรี่ได้สี่ก้อน

วิทยาศาสตร์กับชีวิต // ภาพประกอบ

โรงไฟฟ้า EU 92VA-240 บนส่วนประกอบอากาศ-อลูมิเนียม

เห็นได้ชัดว่ามนุษยชาติจะไม่ยอมแพ้รถยนต์ เล็กน้อย: ที่จอดรถในไม่ช้า ขนาดของโลกอาจมีขนาดใหญ่ขึ้นประมาณสองเท่า สาเหตุหลักมาจากการใช้เครื่องยนต์ขนาดใหญ่ของจีน

ในขณะเดียวกันรถยนต์ที่วิ่งไปตามถนนปล่อยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์หลายพันตันออกสู่ชั้นบรรยากาศซึ่งเป็นก๊าซชนิดเดียวกันซึ่งมีอยู่ในอากาศในปริมาณที่มากกว่าหนึ่งในสิบของเปอร์เซ็นต์นั้นเป็นอันตรายถึงชีวิตสำหรับมนุษย์ และนอกเหนือจากคาร์บอนมอนอกไซด์ - และไนโตรเจนออกไซด์หลายตันและสารพิษอื่น ๆ สารก่อภูมิแพ้และสารก่อมะเร็ง - ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้น้ำมันเบนซินที่ไม่สมบูรณ์

ทั่วโลกมีการค้นหาทางเลือกอื่นนอกเหนือจากรถยนต์ที่มีเครื่องยนต์มานานแล้ว สันดาปภายใน- และสิ่งที่สมจริงที่สุดถือเป็นรถยนต์ไฟฟ้า (ดู “วิทยาศาสตร์และชีวิต” หมายเลข 8, 9, 1978) รถยนต์ไฟฟ้าคันแรกของโลกถูกสร้างขึ้นในฝรั่งเศสและอังกฤษเมื่อต้นทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ผ่านมา ซึ่งเร็วกว่ารถยนต์ที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) หลายปี และรถม้าขับเคลื่อนด้วยตัวเองคันแรกที่ปรากฏในปี พ.ศ. 2442 ในรัสเซียก็เป็นแบบไฟฟ้า

มอเตอร์ฉุดลากในรถยนต์ไฟฟ้าดังกล่าวใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ตะกั่วกรดซึ่งมีความจุพลังงานเพียงประมาณ 20 วัตต์ต่อชั่วโมง (17.2 กิโลแคลอรี) ต่อกิโลกรัม ซึ่งหมายความว่าเพื่อ "ป้อน" เครื่องยนต์ที่มีกำลัง 20 กิโลวัตต์ (27 พลังม้า) ต้องใช้แบตเตอรี่ตะกั่วหนัก 1 ตันเป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งชั่วโมง ปริมาณน้ำมันเบนซินที่เทียบเท่าในแง่ของพลังงานที่เก็บไว้จะใช้ถังแก๊สที่มีความจุเพียง 15 ลิตร นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมเฉพาะกับการประดิษฐ์เท่านั้น การผลิตน้ำแข็งรถยนต์เริ่มเติบโตอย่างรวดเร็ว และรถยนต์ไฟฟ้าถือเป็นสาขาทางตันของอุตสาหกรรมยานยนต์มานานหลายทศวรรษ และมีเพียงปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นก่อนที่มนุษยชาติจะบังคับให้นักออกแบบกลับไปสู่แนวคิดเรื่องรถยนต์ไฟฟ้า

แน่นอนว่าการเปลี่ยนเครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยมอเตอร์ไฟฟ้านั้นน่าดึงดูดใจ เพราะด้วยกำลังที่เท่ากัน มอเตอร์ไฟฟ้าจึงมีน้ำหนักเบากว่าและควบคุมได้ง่ายกว่า แต่ถึงตอนนี้ก็เป็นเวลากว่า 100 ปีหลังจากการปรากฏตัวครั้งแรก แบตเตอรี่รถยนต์ความเข้มข้นของพลังงาน (นั่นคือ พลังงานที่สะสมไว้) แม้แต่พลังงานที่ดีที่สุดก็จะต้องไม่เกิน 50 วัตต์-ชั่วโมง (43 กิโลแคลอรี) ต่อกิโลกรัม และนั่นคือเหตุผล เทียบเท่าน้ำหนักแบตเตอรี่หลายร้อยกิโลกรัมยังคงอยู่ในถังแก๊ส

หากเราคำนึงถึงความจำเป็นในการชาร์จแบตเตอรี่เป็นเวลาหลายชั่วโมง จำนวนรอบการชาร์จและคายประจุที่จำกัด และผลที่ตามมาก็คือ ช่วงเวลาสั้น ๆการบริการตลอดจนปัญหาการกำจัดแบตเตอรี่ที่ใช้แล้ว ก็ต้องยอมรับว่า รถยนต์แบตเตอรี่-ไฟฟ้า ยังไม่เหมาะสมกับบทบาทการขนส่งมวลชน

อย่างไรก็ตาม ถึงเวลาแล้วที่จะบอกว่ามอเตอร์ไฟฟ้าสามารถรับพลังงานจากแหล่งจ่ายกระแสเคมีประเภทอื่น - ธาตุกัลวานิก สิ่งที่มีชื่อเสียงที่สุด (ที่เรียกว่าแบตเตอรี่) ทำงานในเครื่องรับและเครื่องบันทึกเสียงแบบพกพาในนาฬิกาและไฟฉาย การทำงานของแบตเตอรี่ดังกล่าวก็เหมือนกับแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าทางเคมีอื่นๆ ขึ้นอยู่กับปฏิกิริยารีดอกซ์อย่างใดอย่างหนึ่ง และตามที่ทราบจากหลักสูตรเคมีของโรงเรียนนั้นมาพร้อมกับการถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากอะตอมของสารหนึ่ง (ตัวรีดิวซ์) ไปยังอะตอมของอีกอะตอมหนึ่ง (ตัวออกซิไดซ์) การถ่ายโอนอิเล็กตรอนสามารถทำได้ผ่านวงจรภายนอก เช่น หลอดไฟ ไมโครวงจร หรือมอเตอร์ และด้วยเหตุนี้จึงทำให้อิเล็กตรอนทำงานได้

เพื่อจุดประสงค์นี้ ปฏิกิริยาออกซิเดชัน-รีดิวซ์จะดำเนินการในสองขั้นตอน - แบ่งออกเป็นสองปฏิกิริยาครึ่งที่เกิดขึ้นพร้อมกัน แต่ใน สถานที่ที่แตกต่างกัน- ที่ขั้วบวกตัวรีดิวซ์จะให้อิเล็กตรอนของมันนั่นคือมันถูกออกซิไดซ์และที่แคโทดตัวออกซิไดซ์จะรับอิเล็กตรอนเหล่านี้นั่นคือมันจะลดลง อิเล็กตรอนเองที่ไหลจากแคโทดไปยังขั้วบวกผ่านวงจรภายนอกก็ทำเช่นนั้น งานที่มีประโยชน์- แน่นอนว่ากระบวนการนี้ไม่มีที่สิ้นสุด เนื่องจากทั้งตัวออกซิไดซ์และตัวรีดิวซ์จะถูกใช้ไปทีละน้อยจนเกิดเป็นสารใหม่ ด้วยเหตุนี้จึงต้องละทิ้งแหล่งที่มาปัจจุบัน อย่างไรก็ตาม มีความเป็นไปได้ที่จะกำจัดผลิตภัณฑ์ที่เกิดปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในนั้นออกจากแหล่งที่มาอย่างต่อเนื่องหรือเป็นครั้งคราว และในทางกลับกันก็ป้อนรีเอเจนต์ใหม่เข้าไปมากขึ้นเรื่อยๆ ในกรณีนี้ พวกมันทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิง และด้วยเหตุนี้องค์ประกอบดังกล่าวจึงถูกเรียกว่าเชื้อเพลิง (ดู “วิทยาศาสตร์และชีวิต” ฉบับที่ 9, 1990)

ประสิทธิผลของแหล่งกำเนิดปัจจุบันนั้นพิจารณาจากการเลือกทั้งตัวรีเอเจนต์และโหมดการทำงานของพวกมันให้ดีเพียงใด ไม่มีปัญหาใด ๆ กับการเลือกใช้สารออกซิไดซ์เนื่องจากอากาศรอบตัวเราประกอบด้วยออกซิเจนมากกว่า 20% ของสารออกซิไดซ์ที่ดีเยี่ยม สำหรับสารรีดิวซ์ (นั่นคือเชื้อเพลิง) สถานการณ์นั้นค่อนข้างซับซ้อนกว่า: คุณต้องพกติดตัวไปด้วย ดังนั้นเมื่อเลือกมันก่อนอื่นเราต้องดำเนินการจากตัวบ่งชี้มวล - พลังงานที่เรียกว่า - พลังงานที่มีประโยชน์ที่ปล่อยออกมาระหว่างการออกซิเดชันของหน่วยมวล

ไฮโดรเจนมีคุณสมบัติที่ดีที่สุดในเรื่องนี้ รองลงมาคือโลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ธบางชนิด และอะลูมิเนียม แต่ก๊าซไฮโดรเจนเป็นสารไวไฟและระเบิดได้ และภายใต้แรงดันสูงก็สามารถรั่วไหลผ่านโลหะได้ สามารถทำให้เป็นของเหลวได้เฉพาะกับ very เท่านั้น อุณหภูมิต่ำแต่การจัดเก็บค่อนข้างยาก โลหะอัลคาไลและอัลคาไลน์เอิร์ทยังเป็นอันตรายจากไฟไหม้อีกด้วย นอกจากนี้ ยังออกซิไดซ์อย่างรวดเร็วในอากาศและละลายในน้ำอีกด้วย

อลูมิเนียมไม่มีข้อเสียเหล่านี้ ปกคลุมด้วยฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาแน่นสูงเสมอโดยมีกิจกรรมทางเคมีทั้งหมดแทบจะไม่ออกซิไดซ์ในอากาศ อะลูมิเนียมมีราคาค่อนข้างถูกและปลอดสารพิษ และการเก็บรักษาก็ไม่ได้สร้างปัญหาแต่อย่างใด ปัญหาในการนำมันเข้าสู่แหล่งปัจจุบันก็แก้ไขได้อย่างสมบูรณ์เช่นกัน: แผ่นแอโนดทำจากโลหะเชื้อเพลิงซึ่งจะถูกแทนที่เป็นระยะเมื่อพวกมันละลาย

และสุดท้ายคืออิเล็กโทรไลต์ ในองค์ประกอบนี้ อาจเป็นสารละลายที่เป็นน้ำก็ได้ เช่น กรด ด่าง หรือน้ำเกลือ เนื่องจากอลูมิเนียมทำปฏิกิริยากับทั้งกรดและด่าง และหากฟิล์มออกไซด์เสียหาย ฟิล์มก็จะละลายในน้ำด้วย แต่ควรใช้อิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์: ง่ายกว่าที่จะทำปฏิกิริยาครึ่งหลัง - การลดออกซิเจน นอกจากนี้ยังลดลงในสภาพแวดล้อมที่เป็นกรด แต่เมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมที่มีราคาแพงเท่านั้น ในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างคุณสามารถใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ถูกกว่ามาก - โคบอลต์หรือนิกเกิลออกไซด์หรือถ่านกัมมันต์ซึ่งถูกใส่เข้าไปในแคโทดที่มีรูพรุนโดยตรง สำหรับเกลืออิเล็กโทรไลต์นั้นมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำกว่า และแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่สร้างขึ้นบนพื้นฐานของอิเล็กโทรไลต์จะมีความเข้มของพลังงานลดลงประมาณ 1.5 เท่า ดังนั้นจึงแนะนำให้ใช้อิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์ในแบตเตอรี่รถยนต์ที่ทรงพลัง

อย่างไรก็ตาม ก็มีข้อเสียเช่นกัน สาเหตุหลักคือการกัดกร่อนของขั้วบวก มันดำเนินการควบคู่ไปกับปฏิกิริยาหลักที่สร้างกระแสและละลายอลูมิเนียมแล้วแปลงเป็นโซเดียมอะลูมิเนตพร้อมกับปล่อยไฮโดรเจนพร้อมกัน จริงอยู่ ปฏิกิริยาข้างเคียงนี้เกิดขึ้นที่ความเร็วที่สังเกตได้ไม่มากก็น้อยเฉพาะในกรณีที่ไม่มีโหลดภายนอก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมแหล่งกระแสอากาศและอะลูมิเนียมไม่สามารถถูกชาร์จเป็นเวลานานในโหมดสแตนด์บายได้ ต่างจากตัวสะสมและแบตเตอรี่ ในกรณีนี้จะต้องระบายสารละลายอัลคาไลออกไป แต่ที่กระแสโหลดปกติ ปฏิกิริยาข้างเคียงแทบจะมองไม่เห็นและเป็นค่าสัมประสิทธิ์ การใช้ประโยชน์อลูมิเนียมถึง 98% อิเล็กโทรไลต์ที่เป็นด่างนั้นจะไม่กลายเป็นของเสีย หลังจากกรองผลึกอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ออกจากอิเล็กโทรไลต์แล้ว อิเล็กโทรไลต์นี้สามารถเทกลับเข้าไปในเซลล์ได้

มีข้อเสียเปรียบอีกประการหนึ่งในการใช้อิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์ในแหล่งพลังงานอากาศ-อลูมิเนียม: มีการใช้น้ำค่อนข้างมากระหว่างการทำงาน สิ่งนี้จะเพิ่มความเข้มข้นของอัลคาไลในอิเล็กโทรไลต์และอาจค่อยๆ เปลี่ยนแปลงได้ ลักษณะไฟฟ้าองค์ประกอบ. อย่างไรก็ตาม มีช่วงความเข้มข้นที่คุณลักษณะเหล่านี้แทบไม่เปลี่ยนแปลง และหากคุณทำงานในช่วงนี้ เพียงเติมน้ำลงในอิเล็กโทรไลต์เป็นครั้งคราวก็เพียงพอแล้ว ไม่มีของเสียในความหมายปกติของคำนี้เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของแหล่งพลังงานอากาศ-อะลูมิเนียม ท้ายที่สุดอลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่ได้จากการสลายตัวของโซเดียมอะลูมิเนตนั้นเป็นเพียงดินเหนียวสีขาวนั่นคือผลิตภัณฑ์นี้ไม่เพียงเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างแน่นอน แต่ยังมีคุณค่ามากในฐานะวัตถุดิบสำหรับหลายอุตสาหกรรมอีกด้วย

ตัวอย่างเช่น อะลูมิเนียมมักถูกผลิตขึ้น โดยเริ่มจากการให้ความร้อนเพื่อผลิตอลูมินา จากนั้นจึงนำอลูมินาที่หลอมละลายไปผ่านกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะจัดวงจรการทำงานของแหล่งพลังงานอากาศอลูมิเนียมแบบปิดเพื่อประหยัดทรัพยากร

แต่อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ก็มีมูลค่าทางการค้าที่เป็นอิสระเช่นกัน ซึ่งมีความจำเป็นในการผลิตพลาสติกและสายเคเบิล วาร์นิช สี แก้ว สารตกตะกอนสำหรับทำน้ำให้บริสุทธิ์ กระดาษ พรมสังเคราะห์ และเสื่อน้ำมัน มันถูกใช้ในอุตสาหกรรมวิศวกรรมวิทยุและเภสัชกรรม ในการผลิตตัวดูดซับและตัวเร่งปฏิกิริยาทุกชนิด ในการผลิตเครื่องสำอางและแม้แต่เครื่องประดับ ท้ายที่สุดอัญมณีเทียมจำนวนมาก - ทับทิม, แซฟไฟร์, อเล็กซานไดรต์ - ทำจากอลูมิเนียมออกไซด์ (คอรันดัม) โดยมีสิ่งเจือปนเล็กน้อยของโครเมียม, ไทเทเนียมหรือเบริลเลียมตามลำดับ

ค่าใช้จ่ายของ "ของเสีย" ของแหล่งกำเนิดกระแสอากาศ - อลูมิเนียมนั้นค่อนข้างสมส่วนกับราคาของอลูมิเนียมดั้งเดิมและมวลของพวกมันนั้นมากกว่ามวลของอลูมิเนียมดั้งเดิมถึงสามเท่า

เหตุใดถึงแม้จะมีข้อได้เปรียบที่ระบุไว้ทั้งหมดของแหล่งออกซิเจน - อลูมิเนียมในปัจจุบัน แต่พวกเขาไม่ได้รับการพัฒนาอย่างจริงจังมาเป็นเวลานานจนถึงปลายยุค 70 หรือไม่? เพียงเพราะพวกเขาไม่ต้องการเทคโนโลยี และมีเพียงการพัฒนาอย่างรวดเร็วของผู้บริโภคอิสระที่ใช้พลังงานอย่างเข้มข้นเช่นการบินและอวกาศ ยุทโธปกรณ์ทางทหารและ การขนส่งภาคพื้นดินสถานการณ์มีการเปลี่ยนแปลง

การพัฒนาองค์ประกอบแอโนด-อิเล็กโตรไลต์ที่เหมาะสมที่สุดโดยมีลักษณะพลังงานสูงที่อัตราการกัดกร่อนต่ำเริ่มต้นขึ้น โดยเลือกแคโทดอากาศราคาไม่แพงที่มีกิจกรรมเคมีไฟฟ้าสูงสุดและอายุการใช้งานยาวนาน และคำนวณโหมดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับทั้งการทำงานระยะยาวและระยะเวลาการทำงานสั้น

โครงร่างของโรงไฟฟ้ายังได้รับการพัฒนาซึ่งประกอบด้วยระบบเสริมจำนวนหนึ่งนอกเหนือจากแหล่งที่มาในปัจจุบัน ได้แก่ การจ่ายอากาศน้ำการไหลเวียนของอิเล็กโทรไลต์และการทำให้บริสุทธิ์การควบคุมความร้อน ฯลฯ แต่ละระบบค่อนข้างซับซ้อนในตัวเอง และเพื่อให้โรงไฟฟ้าสามารถทำงานได้ตามปกติโดยรวม ระบบไมโครโปรเซสเซอร์การควบคุมซึ่งกำหนดอัลกอริธึมสำหรับการทำงานและการโต้ตอบของระบบอื่นๆ ทั้งหมด ตัวอย่างของการก่อสร้างการติดตั้งอากาศอลูมิเนียมที่ทันสมัยแห่งหนึ่งแสดงไว้ในรูปที่ (หน้า 63): เส้นหนาบ่งบอกถึงการไหลของของไหล (ท่อ) และเส้นบางบ่งบอกถึงการเชื่อมต่อข้อมูล (สัญญาณจากเซ็นเซอร์และคำสั่งควบคุม

ใน ปีที่ผ่านมาสถาบันการบินแห่งรัฐมอสโก (มหาวิทยาลัยเทคนิค) - เชียงใหม่ร่วมกับศูนย์การวิจัยและการผลิตของแหล่งที่มาปัจจุบัน " พลังงานทางเลือก" - NPK IT "AltEN" ได้สร้างช่วงการใช้งานทั้งหมดของโรงไฟฟ้าโดยใช้องค์ประกอบอากาศ-อลูมิเนียม รวมถึงการติดตั้งทดลอง 92VA-240 สำหรับยานพาหนะไฟฟ้า ความเข้มข้นของพลังงานและผลที่ตามมาคือระยะทางของรถยนต์ไฟฟ้า โดยไม่ต้องชาร์จใหม่จะสูงกว่าการใช้แบตเตอรี่หลายเท่าทั้งแบบดั้งเดิม (นิกเกิล - แคดเมียม) และที่พัฒนาขึ้นใหม่ (ซัลเฟอร์ - โซเดียม) ลักษณะเฉพาะบางประการของรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้โรงไฟฟ้านี้จะแสดงในแท็บสีที่อยู่ติดกัน ด้วยคุณสมบัติของรถยนต์และรถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่ ความจริงก็คือสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าทั้งสองนั้นจะต้องคำนึงถึงมวลของเชื้อเพลิงด้วย คำนึงถึงแหล่งที่มาในปัจจุบันโดยรวม ในเรื่องนี้ควรสังเกตว่ามอเตอร์ไฟฟ้ามีน้ำหนักน้อยกว่าน้ำมันเบนซินอย่างมากและไม่ต้องใช้ระบบส่งกำลังมากกว่าหลายเท่า บัญชีปรากฎว่ามีกำไรจริง รถปัจจุบันจะเล็กลง 2-3 เท่า แต่ก็ยังค่อนข้างใหญ่

การติดตั้ง 92VA-240 ยังมีข้อดีอื่นๆ ในการใช้งานเพียงอย่างเดียวอีกด้วย การรีชาร์จแบตเตอรี่ลมอลูมิเนียมไม่จำเป็นต้องใช้ปลั๊กไฟเลยแต่ลงมาที่ การเปลี่ยนทางกลใช้อลูมิเนียมแอโนดกับอันใหม่ซึ่งใช้เวลาไม่เกิน 15 นาที การเปลี่ยนอิเล็กโทรไลต์เพื่อกำจัดตะกอนอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ออกไปนั้นง่ายและรวดเร็วยิ่งขึ้นไปอีก ที่สถานี "เติมเชื้อเพลิง" อิเล็กโทรไลต์ที่ใช้แล้วจะถูกสร้างใหม่และใช้เพื่อเติมยานพาหนะไฟฟ้า และอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ที่แยกออกมาจะถูกส่งไปรีไซเคิล

นอกเหนือจากโรงไฟฟ้ารถยนต์ไฟฟ้าที่ใช้องค์ประกอบอากาศ-อลูมิเนียมแล้ว ผู้เชี่ยวชาญคนเดียวกันนี้ยังได้สร้างโรงไฟฟ้าขนาดเล็กอีกจำนวนหนึ่ง (ดู "วิทยาศาสตร์และชีวิต" หมายเลข 3, 1997) การติดตั้งแต่ละจุดสามารถชาร์จใหม่ทางกลไกได้อย่างน้อย 100 ครั้ง และจำนวนนี้จะพิจารณาจากอายุการใช้งานของแคโทดอากาศที่มีรูพรุนเป็นหลัก และอายุการเก็บรักษาของหน่วยเหล่านี้ในสถานะที่ไม่บรรจุนั้นไม่ได้จำกัดเลย เนื่องจากไม่มีการสูญเสียความจุระหว่างการจัดเก็บ - ไม่มีการปลดปล่อยตัวเอง

ในแหล่งกำเนิดกระแสอากาศอะลูมิเนียมกำลังไฟขนาดเล็ก คุณสามารถใช้ไม่เพียงแต่อัลคาไลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเกลือแกงธรรมดาในการเตรียมอิเล็กโทรไลต์ด้วย: กระบวนการในอิเล็กโทรไลต์ทั้งสองดำเนินการในลักษณะเดียวกัน จริงอยู่ที่ความเข้มของพลังงานของแหล่งเกลือนั้นน้อยกว่าอัลคาไลน์ถึง 1.5 เท่า แต่จะทำให้ผู้ใช้เดือดร้อนน้อยกว่ามาก อิเล็กโทรไลต์ในนั้นปลอดภัยอย่างสมบูรณ์และแม้แต่เด็กก็สามารถไว้วางใจในการทำงานได้

แหล่งกระแสอากาศอลูมิเนียมสำหรับจ่ายไฟให้กับเครื่องใช้ในครัวเรือนที่ใช้พลังงานต่ำนั้นมีการผลิตจำนวนมากแล้วและราคาก็ค่อนข้างแพง สำหรับโรงไฟฟ้ายานยนต์ขนาด 92VA-240 ปัจจุบันมีอยู่เฉพาะในชุดนำร่องเท่านั้น หนึ่งในตัวอย่างทดลองที่มีกำลังไฟ 6 kW (ที่แรงดันไฟฟ้า 110 V) และความจุ 240 แอมแปร์ชั่วโมงมีราคาประมาณ 120,000 รูเบิลในราคาปี 1998 จากการคำนวณเบื้องต้นต้นทุนนี้หลังจากเริ่มการผลิตจำนวนมากจะลดลงเหลืออย่างน้อย 90,000 รูเบิลซึ่งจะทำให้สามารถผลิตรถยนต์ไฟฟ้าได้ในราคาที่ไม่สูงกว่ารถยนต์ที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายในมากนัก ส่วนต้นทุนการใช้งานรถยนต์ไฟฟ้าตอนนี้เทียบได้กับต้นทุนการใช้งานรถยนต์ค่อนข้างมากแล้ว

สิ่งเดียวที่ต้องทำคือดำเนินการประเมินเชิงลึกและการทดสอบเพิ่มเติม จากนั้นหากผลลัพธ์เป็นบวก ให้เริ่มดำเนินการทดลอง

การใช้งาน: แบตเตอรี่โลหะ-อากาศเป็นแหล่งกระแสไฟแบบชาร์จไฟขนาดเล็กอัตโนมัติ สาระสำคัญของการประดิษฐ์: เซลล์กัลวานิกโลหะอากาศชนิดกล่อง รวมถึงภาชนะอิเล็กโทรไลต์ที่มีรูเติมที่ส่วนบน ฝาปิด แอโนดโลหะบริโภครูปทรงแบนที่วางอยู่ในภาชนะอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งเป็นแคโทดการแพร่กระจายของก๊าซ ที่ระยะห่างจากพื้นผิวการทำงานของขั้วบวกและถูกชะล้างอย่างอิสระจากก๊าซภายนอก เช่น อากาศ ห้องเก็บก๊าซ ในส่วนบนของภาชนะอิเล็กโทรไลต์รอบๆ รูเติม มีส่วนยื่นออกมาเป็นรูปกรวยอย่างต่อเนื่องซึ่งทำหน้าที่เป็นผนึกเขาวงกต ในส่วนตรงกลางของผนังด้านข้างของภาชนะอิเล็กโทรไลต์ และในส่วนล่างมีส่วนยื่นที่จำกัดอยู่ 2 ส่วน ใน ส่วนล่างของภาชนะอิเล็กโทรไลต์ V มีช่องสำหรับรวบรวมตะกอน V no. อัตราส่วนปริมาตร V: V sl = 5-15, ความหนาของขั้วบวกอยู่ภายใน 1-3 มม. และอยู่ที่ 0.05-0.50 ของช่องว่างระหว่างแคโทด, ปริมาตร ของภาชนะบรรจุอิเล็กโทรไลต์ถูกกำหนดโดยนิพจน์: V = V el + V an; V el = q el QnK 1 ; V an =q เอ๊ะ +q core QnK 2, V an - ปริมาตรของขั้วบวก cm 3;
n - จำนวนรอบ;
K 2 = (1.97-1.49) - ค่าสัมประสิทธิ์การออกแบบ
และอัตราส่วนของความยาว a ความกว้าง b และความสูง c คือ: 1: 0.38: 2.7; 1:0.35:3.1; 1:0.33:3.9. แบตเตอรี่โลหะอากาศประกอบด้วยตัวเครื่อง ฝาครอบพร้อมสวิตช์ และเซลล์ไฟฟ้าโลหะอากาศอย่างน้อยหนึ่งเซลล์ตามการออกแบบที่เสนอ วิธีการใช้งานเซลล์กัลวานิกโลหะอากาศและแบตเตอรี่ที่ใช้นั้นรวมถึงการคายประจุ แทนที่ขั้วบวกและอิเล็กโทรไลต์ด้วยเซลล์ใหม่ และการล้างองค์ประกอบ ก่อนการใช้งาน แอโนดจะได้รับการบำบัดล่วงหน้าในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่มีความเข้มข้น (2-5) โมล/ลิตร พร้อมด้วยการเติมโซเดียมเมตาสแตนเนตไตรไฮเดรตที่มีความเข้มข้น (0.01-0.10) โมล/ลิตร 3 สป. f-ly, 5 ป่วย, 2 โต๊ะ

สิ่งประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับเคมีไฟฟ้า ซึ่งเกี่ยวข้องกับวิธีการใช้งานแบตเตอรี่โลหะ-อากาศ และสามารถใช้ได้เมื่อใช้แบตเตอรี่โลหะ-อากาศเป็นแหล่งกระแสไฟฟ้าแบบชาร์จใหม่ได้ขนาดเล็กอัตโนมัติ ตัวอย่างเช่น เซลล์กัลวานิกเป็นที่รู้จักประเภทโลหะอากาศ เซลล์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยภาชนะอิเล็กโทรไลต์ ฝาครอบ และอิเล็กโทรดโลหะสิ้นเปลืองรูปทรงแบนที่วางอยู่ในภาชนะอิเล็กโทรไลต์ ที่ระยะห่างจากพื้นผิวการทำงานของอิเล็กโทรดจะมีแคโทดการแพร่กระจายของก๊าซซึ่งถูกล้างจากภายนอกอย่างอิสระด้วยก๊าซโดยเฉพาะในอากาศ เพื่อปรับปรุงการไหลเวียนของอิเล็กโทรไลต์และเพิ่มประสิทธิภาพในการแปลงพลังงานเคมีไฟฟ้า ไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าจะถูกสะสมในภาชนะอิเล็กโทรไลต์ และใช้แรงดันที่เกิดขึ้นเพื่อเคลื่อนย้ายอิเล็กโทรไลต์ ในกรณีนี้ ภาชนะบรรจุอิเล็กโทรไลต์จะมีห้องรวบรวมก๊าซ ซึ่งเป็นแรงดันแก๊สที่อาจส่งผลต่ออิเล็กโทรไลต์ อิเล็กโทรไลต์ที่ถูกแทนที่จะผ่านระบบท่อจากส่วนบนของภาชนะบรรจุอิเล็กโทรไลต์ไปยังส่วนล่าง (สิทธิบัตรยุโรป N 0071015 A2 ลงวันที่ 06/22/82 - ต้นแบบ) ข้อเสียของเซลล์กัลวานิกที่รู้จักประเภทโลหะอากาศคือลักษณะพลังงานไฟฟ้าจำเพาะต่ำ เนื่องจากน้ำหนักส่วนเกินที่เกิดจากความซับซ้อนของการออกแบบ รู้จักแบตเตอรี่โลหะอากาศหลัก ซึ่งประกอบไปด้วยตัวเครื่อง ฝาครอบพร้อมสวิตช์ และเซลล์ไฟฟ้าโลหะอากาศอย่างน้อยหนึ่งเซลล์ (สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา N 4626482, H 01 M 12/6, 1986 - ต้นแบบ) ข้อเสียของแบตเตอรี่โลหะ-อากาศปฐมภูมิที่ทราบกันดีคือคุณลักษณะพลังงานไฟฟ้าจำเพาะต่ำ มีวิธีการที่รู้จักในการใช้งานเซลล์กัลวานิกโลหะอากาศและแบตเตอรี่ที่ใช้โดยการปล่อยประจุแทนที่ขั้วบวกและอิเล็กโทรไลต์ด้วยเซลล์ใหม่แล้วล้างองค์ประกอบ (AS USSR, 621041, H 01 M 10/42, H 01 ม.12/51). ข้อเสียของวิธีที่รู้นี้ก็คือ เป็นเวลานานเอาต์พุตแบตเตอรี่ไปยังโหมดที่ระบุ (10-20) นาที วัตถุประสงค์ของการประดิษฐ์คือเพื่อเพิ่มคุณลักษณะพลังงานไฟฟ้าจำเพาะขององค์ประกอบอากาศ-โลหะและแบตเตอรี่ตามองค์ประกอบเหล่านี้ เพิ่มความเสถียรของคุณลักษณะเมื่อเวลาผ่านไป และลดเวลาในการเข้าสู่โหมดเป็น (1-3) นาที เป้าหมายนี้บรรลุผลสำเร็จโดยข้อเท็จจริงที่ว่าในเซลล์กัลวานิกโลหะอากาศชนิดกล่องที่รู้จัก ซึ่งรวมถึงภาชนะอิเล็กโทรไลต์ที่มีรูเติมที่ส่วนบน ฝาปิด แอโนดโลหะบริโภครูปทรงแบนที่วางอยู่ในภาชนะอิเล็กโทรไลต์ แคโทดการแพร่กระจายของก๊าซซึ่งอยู่ห่างจากขั้วบวกของพื้นผิวการทำงานและห้องเก็บก๊าซจะถูกล้างอย่างอิสระจากภายนอกด้วยก๊าซ เช่น อากาศ ในส่วนบนรอบรูเติมจะมีส่วนที่ยื่นออกมาเป็นรูปกรวยต่อเนื่องซึ่งทำหน้าที่เป็นผนึกเขาวงกต ในส่วนตรงกลางของผนังด้านข้างของภาชนะอิเล็กโทรไลต์และในส่วนล่างมีส่วนยื่นที่ จำกัด สองอันในถังอิเล็กโทรไลต์ส่วนล่าง (V) ห้องถูกสร้างขึ้นเพื่อรวบรวมตะกอน (V sl) ด้วยอัตราส่วนปริมาตร V: V sl = 5 - 15 ความหนาของขั้วบวกภายใน (1-3) มม. คือ 0.05-0.50 จากค่าของช่องว่างระหว่างแคโทด ความจุอิเล็กโทรไลต์ปริมาตรถูกกำหนดโดยการแสดงออก:
V = V el + V และ;
V el = q el Qnk 1;
V an (q เอ๊ะ + q core)Qnk 2 ;
โดยที่ V คือปริมาตรของภาชนะอิเล็กโทรไลต์ cm 3;
V el - ปริมาตรของอิเล็กโทรไลต์ cm 3;
V และ - ปริมาตรแอโนด, ซม. 3;
q el - ปริมาณการใช้น้ำเฉพาะจากอิเล็กโทรไลต์ cm 3 /Ah;
q เอ๊ะ - ปริมาณการใช้อลูมิเนียมเฉพาะสำหรับปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า cm 3 /Ah;
Q - ความจุองค์ประกอบสำหรับหนึ่งรอบ Ah;
n - จำนวนรอบ;
k 1 = (0.44-1.45) - ปัจจัยการออกแบบ

ก:ข:ค = 1:0.38:2.7;
ก:ข:ค = 1:0.35:3.1;
ก:ข:ค = 1:0.33:3.9 ในแบตเตอรี่โลหะอากาศปฐมภูมิที่รู้จักซึ่งมีตัวเรือน ฝาครอบพร้อมสวิตช์ เซลล์กัลวานิกโลหะอากาศหนึ่งเซลล์ขึ้นไป องค์ประกอบที่เสนอจะถูกใช้เป็นองค์ประกอบดังกล่าว ในวิธีที่เป็นที่รู้จักในการใช้งานเซลล์อากาศโลหะและแบตเตอรี่ที่ใช้โดยการปล่อยประจุแทนที่ขั้วบวกและอิเล็กโทรไลต์ด้วยเซลล์ใหม่และล้างองค์ประกอบขั้วบวกจะได้รับการบำบัดล่วงหน้าในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในน้ำที่มีความเข้มข้น ของ (2-5) โมล/ลิตร โดยเติมโซเดียม เมตาสแตนเนต ไตรไฮเดรต ที่มีความเข้มข้น (0.01-0.10) โมล/ลิตร คุณลักษณะทั่วไปคือการมีอยู่ของเซลล์กัลวานิกโลหะอากาศชนิดกล่องของภาชนะอิเล็กโทรไลต์ที่มีรูเติมที่ส่วนบน มีฝาปิด ขั้วบวกโลหะบริโภครูปทรงแบนที่วางอยู่ในภาชนะอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งเป็นแคโทดการแพร่กระจายของก๊าซที่ตั้งอยู่ ที่ระยะห่างจากพื้นผิวการทำงานของขั้วบวกและถูกล้างอย่างอิสระจากก๊าซภายนอกเช่นอากาศ, ห้องรวบรวมก๊าซ, การมีอยู่ของแบตเตอรี่ของตัวเรือน, ฝาครอบพร้อมสวิตช์, องค์ประกอบหนึ่งรายการขึ้นไป, การทำงานของแบตเตอรี่ โดยการคายประจุ เปลี่ยนแอโนดและอิเล็กโทรไลต์ด้วยอันใหม่ ล้างองค์ประกอบ ลักษณะเด่นคือในส่วนบนของภาชนะอิเล็กโทรไลต์รอบๆ รูเติม มีการยื่นออกมาเป็นรูปกรวยอย่างต่อเนื่องซึ่งทำหน้าที่เป็นผนึกเขาวงกต ในส่วนตรงกลางของผนังด้านข้างของภาชนะอิเล็กโทรไลต์ และในส่วนล่างจะมีสองส่วน การจำกัดส่วนที่ยื่นออกมาในส่วนล่างของภาชนะอิเล็กโทรไลต์ (V) ห้องถูกสร้างขึ้นเพื่อรวบรวมตะกอน (V sl) ด้วยอัตราส่วนปริมาตร V: V sl = 5 - 15 ความหนาของขั้วบวกในช่วง (1 - 3) mm คือ 0.05-0.50 ของช่องว่างระหว่างแคโทด ปริมาตรของห้องอิเล็กโทรไลต์ถูกกำหนดโดยการแสดงออก:
V = V el + V และ;
V el = q el Qnk 1;
V an =(q เอ๊ะ +q คอร์)Qnk 2 ;
โดยที่ V คือปริมาตรของภาชนะอิเล็กโทรไลต์ cm 3;
V el - ปริมาตรของอิเล็กโทรไลต์ cm 3;
V และ - ปริมาตรแอโนด, ซม. 3;
q el - ปริมาณการใช้น้ำเฉพาะจากอิเล็กโทรไลต์ cm 3 /Ah;
q เอ๊ะ - ปริมาณการใช้อลูมิเนียมเฉพาะสำหรับปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า cm 3 /Ah;
q cor - ปริมาณการใช้อลูมิเนียมเฉพาะสำหรับการกัดกร่อน cm 3 /Ah;
Q - ความจุองค์ประกอบสำหรับหนึ่งรอบ Ah;
n - จำนวนรอบ;
k 1 = (0.44-1.45) - ปัจจัยการออกแบบ
k 2 = (1.97-1.49) - ปัจจัยการออกแบบ;
และอัตราส่วนของความยาว (a) ความกว้าง (b) และความสูง (c) คือ:
ก:ข:ค = 1:0.38:2.7;
ก:ข:ค = 1:0.35:3.1;
ก:ข:ค = 1:0.33:3.9 ในแบตเตอรี่องค์ประกอบที่นำเสนอจะถูกใช้เป็นเซลล์กัลวานิกอากาศโลหะ เมื่อใช้งานเซลล์กัลวานิกโลหะอากาศและแบตเตอรี่ที่ใช้อยู่ แอโนดจะได้รับการบำบัดล่วงหน้าในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่เป็นน้ำที่มีความเข้มข้น (2-5) โมล/ลิตร ด้วยการเติมโซเดียมเมตาแทนเนตไตรไฮเดรตที่มีความเข้มข้น (0.01-0.10) โมล/ลิตร ประกาศความสมบูรณ์และความสัมพันธ์ คุณสมบัติที่โดดเด่นไม่พบในแหล่งที่มาของสิทธิบัตรและวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิค ดังนั้นโซลูชันทางเทคนิคที่นำเสนอจึงมีขั้นตอนที่แปลกใหม่และสร้างสรรค์ การประดิษฐ์นี้สามารถนำไปใช้ทางอุตสาหกรรมได้เพราะว่า สามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานอัตโนมัติที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมโดยเป็นส่วนหนึ่งของระบบต่อไปนี้:
- เครื่องบันทึกเทปแบบพกพาแบบพกพาประเภท "เครื่องเล่น" พร้อมฟังก์ชั่นบันทึกและเล่นผ่านอุปกรณ์ภายนอก ระบบเสียง;
- เครื่องรับโทรทัศน์แบบพกพาบนผลึกเหลว
- ไฟฉายพกพา
- พัดลมไฟฟ้า
- วิดีโอเกมสำหรับเด็กเกี่ยวกับคริสตัลเหลว
- รถยนต์ไฟฟ้าที่ควบคุมด้วยวิทยุสำหรับเด็ก
- วิทยุแบบพกพา
- ที่ชาร์จสำหรับแบตเตอรี่
- แบบพกพา อุปกรณ์วัด- แหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่นำเสนอมีคุณสมบัติพลังงานไฟฟ้าจำเพาะสูง ทำให้มีเสถียรภาพตลอดอายุการใช้งาน และยังช่วยลดเวลาในการเข้าถึงโหมดการออกแบบจาก 10 - 20 เหลือ 1-3 นาที สถานะของตัวบ่งชี้ช่วยให้เราสามารถสรุปข้อสรุปเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการใช้ความสัมพันธ์ทางเรขาคณิตที่ได้รับในการออกแบบแบตเตอรี่อากาศอลูมิเนียม การประดิษฐ์แสดงตัวอย่างไว้โดยภาพวาด ในรูปที่ ภาพที่ 1 แสดงองค์ประกอบอากาศ-อะลูมิเนียม - ประเภทหมายเลข 1 ในรูป 2 - องค์ประกอบอากาศอลูมิเนียม - ประเภทหมายเลข 2 ในรูป 3 - องค์ประกอบอากาศอลูมิเนียม - ประเภทหมายเลข 3 ในรูปที่ 4 แสดงความจุอิเล็กโทรไลต์ของเซลล์อะลูมิเนียม-อากาศ และรูปที่ 5 - แบตเตอรี่ที่ใช้เซลล์อากาศอลูมิเนียม เซลล์กัลวานิกอากาศ-อลูมิเนียมประกอบด้วยภาชนะอิเล็กโทรไลต์ 1 ซึ่งมีหน้าต่าง 3 ที่ผนังด้านนอก 2 รูเติม 5 ในส่วนบน 4 ล้อมรอบด้วยส่วนที่ยื่นออกมาเป็นรูปกรวยต่อเนื่อง 6 ซึ่งทำหน้าที่เป็นซีลเขาวงกตด้วย ข้างในของภาชนะอิเล็กโทรไลต์ 1 ที่ส่วนตรงกลางของผนังด้านข้าง 2 และในส่วนล่างจะมีส่วนที่ยื่นออกมา จำกัด 2 อัน 7 ในส่วนล่างของภาชนะอิเล็กโทรไลต์ 1 ห้อง 8 ถูกสร้างขึ้นเพื่อรวบรวมตะกอนที่สะสมระหว่างการทำงาน . ในภาชนะบรรจุอิเล็กโทรไลต์ 1 แคโทดการแพร่กระจายของก๊าซ 9 จะถูกสอดอย่างแน่นหนาเข้าไปในหน้าต่าง 3 ของเฟรม 10 ความแน่นของภาชนะบรรจุอิเล็กโทรไลต์ 1 ทำได้โดยใช้สารเคลือบหลุมร่องฟันที่มีความเป็นกลางเมื่อเทียบกับสารละลายในน้ำของอิเล็กโทรไลต์ การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าของแคโทด 9 กับผู้บริโภคเมื่อใช้องค์ประกอบอากาศ-อลูมิเนียมทั้งภายนอกแบตเตอรี่และเป็นส่วนหนึ่งของแบตเตอรี่ ให้ดำเนินการโดยใช้ตัวสะสมกระแสแคโทด 11 คลุมภาชนะอิเล็กโทรไลต์ 1 ด้วยแคลมป์แนวนอนสองตัว 12 ซึ่งก็คือ เชื่อมต่อทางไฟฟ้าด้วยที่หนีบแนวตั้งสองตัว 13. เข้าไปในถังอิเล็กโทรไลต์ 1 ผ่านรูเติม 5, ขั้วบวกโลหะแบน 14 ที่มีส่วนที่ยื่นออกมาเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า 15 ถูกแทรกไว้, มีไว้สำหรับการรวบรวมกระแสไฟฟ้า ระนาบของส่วนที่ยื่นออกมา 15 ยังทำหน้าที่ปิดผนึกตามแนว "แอโนด 14 - ฝาครอบ 16" รูเติม 5 ถูกปิดและปิดผนึกด้วยฝา 16 ซึ่งมีหนึ่งรู 17 สำหรับผ่านขั้วบวก 14 ผ่านและหนึ่งรูหรือมากกว่า 18 สำหรับกำจัดไฮโดรเจนออกจากภาชนะอิเล็กโทรไลต์ 1 ระหว่างการทำงานของเซลล์อากาศ-อลูมิเนียมผ่านฝา 16 ซึ่งเป็นเมมเบรนที่ไม่ชอบน้ำด้วย การปรากฏตัวของส่วนที่ยื่นออกมารูปกรวย 6 ในส่วนบนของภาชนะอิเล็กโทรไลต์ 4 ตามแนวเส้นรอบวงรอบรูเติม 5 ทำให้สามารถเพิ่มคุณสมบัติการปิดผนึกของฝาได้ 16 ความสัมพันธ์ทางเรขาคณิตของการออกแบบที่ทำให้สามารถปรับปรุง พารามิเตอร์กำลังไฟฟ้าเฉพาะมีดังนี้:
H1/(H2+H3+H4) = 1.05-1.20
H3/H2=H3/H4= 5-15
H5/H1= 1.1-1.5
H6/H3=1-1.1
L2/LI = 1-1.1
L3/LI= 1.1-1.5
L5/L6= 0.05-0.50
2xL4/L6= 0.95-0.75
แบตเตอรี่ที่ใช้เซลล์อากาศ-อลูมิเนียมประกอบด้วยตัวเครื่อง 19 พร้อมร่องแนวตั้งภายใน 20 สำหรับยึดองค์ประกอบอากาศ-อลูมิเนียม และหน้าต่าง 21 สำหรับจัดระเบียบการไหลของอากาศภายนอกอย่างอิสระภายในแบตเตอรี่ ล็อค 22 สำหรับติดฝาครอบพร้อมสวิตช์ 23 ไปที่ตัวเครื่อง 19 ภาชนะบรรจุเซลล์อิเล็กโทรไลต์ตั้งแต่หนึ่งเซลล์ขึ้นไป 1 พร้อมตัวสะสมกระแสแคโทดที่ติดตั้งไว้ 11 โดยมีขั้วบวก 14 ใส่เข้าไปในเซลล์เหล่านั้นและครอบคลุม 16 เซลล์วางอยู่ด้านบน มีแผ่นกระดานสองด้านที่นำกระแสไฟฟ้า 24 ซึ่งบรรจุอยู่ โดยหันด้านไปทางองค์ประกอบอากาศ-อะลูมิเนียม เส้นทางนำไฟฟ้า 25 สำหรับการสื่อสารทางไฟฟ้าจากแคโทด 9 ไปยังภาชนะบรรจุอิเล็กโทรไลต์ 1 ผ่านตัวสะสมกระแสแคโทด 11 ไปยังกระดานสองด้านที่มีกระแสไฟฟ้า 24 รูสี่เหลี่ยมหลายรู 26 สำหรับการส่งผ่านส่วนที่ยื่นออกมา 15 ของขั้วบวกโลหะ 14 เพื่อจุดประสงค์ การสื่อสารทางไฟฟ้าระหว่างแอโนดโลหะ 14 และตัวสะสมกระแสแอโนด 27, รูหลายรูที่มีรูปร่างตามใจชอบ 28 สำหรับการระบายไฮโดรเจนจากภาชนะอิเล็กโทรไลต์ 1 สู่ชั้นบรรยากาศผ่านฝาครอบ 23, ขั้วต่อหลายตัว 29 ที่อยู่ที่ด้านบนของขั้วคู่ที่มีกระแสไหลอยู่ - บอร์ดด้าน 24 เชื่อมต่อด้วยจัมเปอร์นำไฟฟ้า 30 เพื่อให้ผู้บริโภคเลือกแรงดันไฟฟ้าในการทำงานและการสื่อสารกับรางนำไฟฟ้า 25 และ 31 ทั้งสองด้าน ขั้วต่อหลายอัน 32 ตั้งอยู่ที่ด้านบนของบอร์ดสองด้านที่มีกระแสไฟอยู่ 24 ทำหน้าที่เชื่อมต่อผู้บริโภคตลอดจนฝาครอบ 23 ที่คลุมแบตเตอรี่จากด้านบนและมีหลายรู 33 สำหรับขั้วต่อ 32, หลายรู 34 สำหรับขั้วต่อ 29, หนึ่งรูขึ้นไป 35 สำหรับการระบายน้ำด้วยไฮโดรเจน, ร่องตามยาวสองร่อง 36 สำหรับ ล็อค 22 ป้าย 37 ด้วย คำแนะนำสั้น ๆคู่มือ. หลักการทำงานและวิธีการทำงานของเซลล์กัลวานิกโลหะอากาศและแบตเตอรี่ที่ใช้เซลล์ดังกล่าว เช่น แบตเตอรี่ 3 VA-24 มีดังต่อไปนี้ พลังงานไฟฟ้าในแบตเตอรี่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้าของอะลูมิเนียมออกซิเดชันที่ขั้วบวกและรีดักชันของออกซิเจนที่แคโทด ในฐานะที่เป็นอิเล็กโทรไลต์จะใช้สารละลายน้ำของโซเดียมไฮดรอกไซด์ (NaOH) หรือโซเดียมคลอไรด์ (NaCI) หรือส่วนผสมของสารละลายเหล่านี้กับสารยับยั้งที่ใช้: Na 2 SnO 3 · 3H 2 O - ในอิเล็กโทรไลต์อัลคาไลน์และ NaHCO 3 - ใน อิเล็กโทรไลต์น้ำเกลือ ในระหว่างการทำปฏิกิริยาพร้อมกับการใช้อลูมิเนียมออกซิเจนจากอากาศและน้ำจากอิเล็กโทรไลต์จะถูกใช้ดังนั้นในระหว่างการทำงานของแบตเตอรี่เนื่องจากมีการใช้งานในระหว่างกระบวนการคายประจุแอโนดและอิเล็กโทรไลต์จะถูกแทนที่ด้วยอันใหม่เป็นระยะ ผลิตภัณฑ์ที่ทำปฏิกิริยา ได้แก่ อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์อัล(OH) 3 และความร้อน แบตเตอรี่ทำงานในช่วงอุณหภูมิตั้งแต่ -10 o C ถึง +60 o C โดยไม่ต้องให้ความร้อนเพิ่มเติมเมื่อเริ่มจากอุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ ปัจจัยลบประการหนึ่งของแบตเตอรี่อลูมิเนียมอากาศคือการกัดกร่อนของขั้วบวก สิ่งนี้ส่งผลให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลดลงและการปล่อยไฮโดรเจนจำนวนเล็กน้อย อิทธิพลของการกัดกร่อนจะปรากฏต่อคุณลักษณะเริ่มต้นในระดับที่มากขึ้น ซึ่งเป็นผลมาจากเวลาในการเข้าถึงโหมดที่ระบุคือ (10-20) นาที การบำบัดแอโนดที่เสนอซึ่งพื้นผิวเคลือบด้วยดีบุกทำให้สามารถลดความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนและปรับปรุงโหมดการทำงานของแบตเตอรี่อากาศอลูมิเนียมได้อย่างมีนัยสำคัญซึ่งเป็นผลมาจากลักษณะทางไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นและเวลา เพื่อเข้าสู่โหมดจะลดลงเหลือ (1-3) นาที การเคลือบขั้วบวกจะดำเนินการก่อนที่แบตเตอรี่จะถูกนำไปใช้งาน ขั้วบวกจะถูกล้างไขมันออกก่อน จากนั้นจึงบำบัดในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ในน้ำที่มีความเข้มข้น (2-5) โมล/ลิตร ด้วยการเติมโซเดียมเมตาสแตนเนต ไตรไฮเดรต ที่มีความเข้มข้น (0.01-0.10) โมล/ลิตร ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 5-60 นาที ผลการทดสอบแบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศที่เสนอและต้นแบบแสดงไว้ในตาราง 1 และ 2 ดังที่เห็นได้จากตาราง แบตเตอรี่อะลูมิเนียม-อากาศที่เสนอให้มีลักษณะเฉพาะกำลังไฟฟ้าที่มีความเฉพาะเจาะจงสูงและมีความเสถียรตามเวลา โดยมีระยะเวลาการเปลี่ยนกลับที่สั้น

เรียกร้อง

1. เซลล์กัลวานิกโลหะอากาศชนิดกล่อง รวมถึงภาชนะอิเล็กโทรไลต์ที่มีรูเติมที่ส่วนบน, แอโนดโลหะบริโภครูปแบนที่วางอยู่ในภาชนะอิเล็กโทรไลต์, แคโทดแพร่ก๊าซซึ่งอยู่ห่างจากพื้นผิวการทำงานพอสมควร ของขั้วบวกและล้างจากภายนอกอย่างอิสระด้วยก๊าซ เช่น อากาศ ห้องเก็บก๊าซ มีลักษณะเฉพาะคือในส่วนบนของภาชนะอิเล็กโทรไลต์รอบรูเติมจะมีส่วนที่ยื่นออกมาเป็นรูปกรวยต่อเนื่องซึ่งทำหน้าที่เป็นผนึกเขาวงกตใน ส่วนตรงกลางของผนังด้านข้างของภาชนะอิเล็กโทรไลต์และในส่วนล่างมีส่วนยื่นที่ จำกัด สองอันในส่วนล่างของภาชนะอิเล็กโทรไลต์ V ห้อง V shl ถูกสร้างขึ้นเพื่อรวบรวมตะกอนที่มีอัตราส่วนปริมาตร V: V shl = 5 - 15 ความหนาของขั้วบวกในช่วง 1 - 3 มม. คือ 0.05 - 0.50 ของขนาดของช่องว่างระหว่างแคโทดปริมาตรของภาชนะอิเล็กโทรไลต์ถูกกำหนดโดยนิพจน์:
V = V el + V และ;
V el = q el Q n k 1;
V an = (q เอ๊ะ + q แกน) Q n k 2 ;
โดยที่ V คือปริมาตรของภาชนะอิเล็กโทรไลต์ cm 3;
V el - ปริมาตรของอิเล็กโทรไลต์ cm 3;
V และ - ปริมาตรแอโนด, ซม. 3;
q el - ปริมาณการใช้น้ำเฉพาะจากอิเล็กโทรไลต์ cm 3 /Ah;
q เอ๊ะ - ปริมาณการใช้อลูมิเนียมเฉพาะสำหรับปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า cm 3 /Ah;
แกน q - ปริมาณการใช้อลูมิเนียมเฉพาะสำหรับการกัดกร่อน cm 3 /Ah;
Q - ความจุองค์ประกอบสำหรับหนึ่งรอบ Ah;
n - จำนวนรอบ;
K 1 = (0.44 - 1.45) - ปัจจัยการออกแบบ
K 2 = (1.97 - 1.49) - ปัจจัยการออกแบบ
และอัตราส่วนของความยาว a ความกว้าง b และความสูง c คือ 1: 0.38: 2.7; 1:0.35:3.1; 1:0.33:3.9. 2. แบตเตอรี่ลมโลหะปฐมภูมิที่ประกอบด้วยตัวเรือน ฝาครอบ และเซลล์กัลวานิกโลหะอากาศอย่างน้อย 1 เซลล์ ซึ่งมีคุณลักษณะเฉพาะว่าองค์ประกอบตามข้อถือสิทธิข้อ 1 ถือเป็นองค์ประกอบดังกล่าว 3. วิธีการใช้งานเซลล์กัลวานิกโลหะอากาศและแบตเตอรี่ที่ใช้โดยการปล่อยประจุแทนที่ขั้วบวกและอิเล็กโทรไลต์ด้วยเซลล์ใหม่ล้างองค์ประกอบโดยมีลักษณะเฉพาะคือขั้วบวกจะได้รับการบำบัดล่วงหน้าในสารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ที่เป็นน้ำ ด้วยความเข้มข้น (2 - 5) โมล/ลิตร โดยเติมไตรไฮเดรต โซเดียม เมตาสแตนเนต ด้วยความเข้มข้น (0.01 - 0.10) โมล/ลิตร

บ้าน » การแพร่เชื้อ » รถเติมน้ำมันด้วยอะลูมิเนียม แบตเตอรี่อะลูมิเนียม แหล่งพลังงานรวม