Prionsabal Oibre Alúmanam-Cadhnraí Aeir
Tá anóid alúmanaim, aer-chatóid agus leictrilít uiscí, hiodrocsaíd photaisiam nó hiodrocsaíd sóidiam de ghnáth i gcill aeir alúmanaim. Ag an anóid, tuaslagann alúmanam agus scaoileann trí leictreon in aghaidh an adaimh; ag an gcatóid, laghdaítear ocsaigin ón aer comhthimpeallach. Tugann imoibriú foriomlán 4Al + 3O2 + 6H2O go 4Al(OH)3-voltas ciorcad oscailte gar do 2.7 V go teoiriciúil, agus oibríonn cealla praiticiúla thart ar 1.2 go 1.6 V mar gheall ar chaillteanais polaraithe. Toisc go dtógtar an t-ábhar gníomhach catóide, ocsaigin, ón aer go saor in ionad é a stóráil laistigh den chill, is féidir leis an gceallraí fuinneamh sonrach teoiriciúil a bhaint amach gar do 8.1 kWh / kg bunaithe ar anóid alúmanaim amháin, thart ar 2,980 Ah in aghaidh an chileagraim alúmanaim ag 2.7 V, arís agus arís eile an figiúr do cheimic ian litiam -.
Cén Fáth Tá Alúmanam Maidir le Stóráil Fuinnimh
Is é alúmanam an miotal is flúirseach i screamh an Domhain agus déantar é a tháirgeadh ar scála tionsclaíoch ar fud an domhain, rud a choinníonn costas anóid íseal agus slabhraí soláthair cobhsaí. Is é an táirge urscaoilte ná hiodrocsaíd alúmanaim, comhdhúil neamhdhíobhálach is féidir a chur ar ais chuig an smelter agus a thiontú ar ais go miotail trí phróiseas Halla-Heroult, ionas go bhfuil an lúb ábhair dúnta agus in-athchúrsáilte. I gcomparáid le pacaí ian litiam, úsáideann córais aeir alúmanaim leictrilít uisce-bhunaithe, neamh-inadhainte, a bhaintear an riosca a bhaineann le rith teirmeach agus a shimplíonn bainistiú teirmeach. Déanann na gnéithe seo an cheimic tarraingteach d'iarratais ina bhfuil raon fada, costas íseal agus ábhar sábháilteachta níos mó ná buaicchumhacht.
Ábhair agus Comhpháirteanna Cille
Is é an anóid de ghnáth ard-alúmanam íonachta de 99.5% nó níos airde, a sholáthraítear mar phláta nó scragall trom, go minic cóimhiotal le méideanna beaga Gailliam, indium, stáin nó maignéisiam chun pasivation agus éabhlóid hidrigine seadánacha i leictrilít alcaileach a chosc. Is ciseal carbóin scagach é an catóide aeir atá luchtaithe le catalaíoch cosúil le dé-ocsaíd mhangainéise, le tacaíocht ó bhailitheoir reatha miotalach, agus feidhmíonn scragall alúmanaim go coitianta mar an tsubstráit seoltaí nó an anóid bán féin. Athraíonn córais leictrilít ó KOH tiubhaithe le haghaidh oibríochta ar ráta ard go réitigh salanda do chealla le ráta saoil íseal fada. Is iad dearadh an leictreoid idirleata gáis agus bainistiú deascadh carbónáit an dá thasc innealtóireachta is tábhachtaí i bhforbairt cille.
Sonraí Feidhmíochta agus Taispeána Tuairiscithe
Thuairiscigh cealla saotharlainne fuinneamh ar leith sa raon 400 go 800 Wh/kg ag leibhéal na cille, agus dhírigh léirithe córais ar dhearaí in-athluchtaithe go meicniúil. I dtaispeántas bóthair 2013 a tuairiscíodh go forleathan, éilíodh go raibh carr cathrach beag atá feistithe le thart ar 50 kg de phlátaí anóid alúmanaim ag taisteal thart ar 1,600 km, agus cuireadh uisce leis go tréimhsiúil chun an leictrilít a chothabháil. Tá nasc bunúsach ag tomhaltas alúmanam le hacmhainn: toisc go n-iompraíonn gach cileagram d'alúmanam muirear teoiriciúil de thart ar 2,980 Ah, táirgeann ceall a urscaoileadh ar an meán de 1.4 V thart ar 4.2 kWh d'fhuinneamh leictreach in aghaidh an chileagraim anóid a chaitear, sula gcuirtear leictrilít agus forchostais córais leis. Tá sé seo i gcomparáid le thart ar 0.25 go 0.30 kWh/kg tipiciúil de chealla ian litiam ag leibhéal an phacáiste, cé go gcaithfidh an chomparáid meáchan an chórais aeir iomlán alúmanaim a chur san áireamh.
Príomhdhúshláin le haghaidh Feidhmchláir Feithicle Leictreach
Seasann ceithre chonstaic idir cealla saotharlainne agus feithiclí leictreacha tráchtála. Ar an gcéad dul síos, tá dlús cumhachta teoranta ag cinéitic laghdaithe ocsaigine ag an gcatóid aeir, agus mar sin is fearr a oireann do chadhnraí aeir alúmanaim ná do luasghéarú tapa. Sa dara háit, creimeann alúmanam i leictrilít alcaileach, ag scaoileadh hidrigine agus ábhar amú, a éilíonn leas iomlán a bhaint as cóimhiotail agus breiseáin leictrilít. Sa tríú háit, níl an ceallraí in-athluchtaithe go leictreach sa chiall thraidisiúnta; ciallaíonn athbhreoslaithe an cartúis anóid a athsholáthar agus an hiodrocsaíd a athchúrsáil, rud a éilíonn bonneagar seirbhíse nua. Ceathrú, díghrádaíonn an catóide aeir le himeacht ama trí fhoirmiú carbónáit agus díghníomhú catalaíoch, ag giorrú shaol na seirbhíse. Ar na cúiseanna seo, díríonn an taighde reatha ar chumraíochtaí hibrideacha ina láimhseálann maolán ian litiam beag buaicchumhacht agus soláthraíonn an t-aonad aeir alúmanam fuinneamh cúrsála, agus feidhmchláir nideoige ar nós cumhacht cúltaca agus iompar trom fadraoin.
CCanna
C: Conas a oibríonn ceallraí aeir alúmanaim?
A:Ocsaídíonn sé anóid alúmanaim le hocsaigin a tharraingítear ón aer comhthimpeallach i leictrilít uiscí, ag scaoileadh leictreoin trí chiorcad seachtrach agus ag táirgeadh hiodrocsaíd alúmanaim mar an táirge urscaoilte.
C: Cad é dlús fuinnimh teoiriciúil an aeir alúmanaim?
A:Bunaithe ar an anóid alúmanaim amháin sroicheann sé thart ar 8.1 kWh/kg, thart ar 2,980 Ah/kg ag 2.7 V, arís agus arís eile níos mó ná ian litiam; baineann cealla praiticiúla amach luachanna níos ísle ach fós iomaíoch.
C: Cé mhéad alúmanam a itheann an chill?
A:Iompraíonn gach cileagram alúmanaim thart ar 2,980 Ah de mhuirear, mar sin ag meánvoltas urscaoilte de 1.4 V athraíonn an chill isteach i thart ar 4.2 kWh leictreachais roimh fhorchostais an chórais.
C: An féidir -ceallraí aeir alúmanaim a athluchtú go leictreach?
A:Ní sa ghnáthchiall; ídítear an anóid agus ní mór é a ionadú go meicniúil, agus déantar an hiodrocsaíd alúmanaim trí-táirge a athchúrsáil ar ais go miotail trí phróiseas Hall-Heroult.
C: Cén fáth nach bhfuil siad fós coitianta i bhfeithiclí leictreacha?
A:Cuireann dlús cumhachta teoranta, creimeadh anóidí i leictrilít alcaileach, díghrádú catóide aeir agus easpa bonneagair athbhreoslaithe srian orthu faoi láthair do chláir thaighde, dearaí hibrideacha agus feidhmeanna seasta.
C: Cén ról atá ag scragall alúmanaim sna cadhnraí seo?
A:Úsáidtear scragall alúmanaim ard-íonachta agus leathán tanaí le haghaidh bearnaí anóid agus bailitheoirí reatha, agus is é sin an fáth a rianaíonn táirgeoirí scragall agus leatháin forbairt na teicneolaíochta seo go dlúth.