Алюминий воздушные и металгидридные

[Leshander]

Искал информацию по поводу перспективных топливных элементов, натолкнулся на указанные в теме.
В европе сейчас испытывают на электромобиле. Пока пробег 300 км, в тестовом режиме 1000! 
Заправляется всё водой. Сам пробывал элемент с белизной выход стабильный, 1,63v 160мА.
Но тратится электролит и алюминий. С раствором поваренной соли выход меньше, но электролит почти не тратится.
Думаю попробывать с хлорной известью и каустиком.
Если кто пробывал ещё напишите и опишите, сам тоже тут буду выкладывать.
Хотелось бы узнать что за электролит используют буржуи.

[DragonTM]

Заправляется всё водой. Сам пробывал элемент с белизной выход стабильный, 1,63v 160мА.

А поподробнее?
Как понимаю, в результате реакции алюминия с белизной просто выделяется водород и хлор? И куда их дальше? Куда утилизировать соляную кислоту на выходе?
Добавлено 01 Авг 2018 в 14:18

Хотелось бы узнать что за электролит используют буржуи.

Пока вообще не понимаю о ем речь, но обычно используется сплав алюминия с небольшой добавкой галлия, который свободно реагирует с водой выделяя водород. Но это скорее способ получить/хранить водород, а не новый тип топливного элемента.
Добавлено 01 Авг. 2018 в 14:20
В добавок не вижу гидридов металлов, указанных в заголовке.

[Leshander]

Fuji Pigment показала инновационный тип воздушно-алюминиевой батареи, зарядка которой может осуществляться при помощи солёной воды.
Батарея имеет модифицированную структуру, обеспечивающую более длительным сроком эксплуатации, который теперь составляет минимум 14 дней.
Воздушно-алюминиевая батарея с рабочим напряжением 0,7 – 0,8 В, производящая 400 – 800 мА тока на элемент, имеет теоретический энергетический уровень на единицу объёма порядка 8100 Вт*ч/кг.
Это второй показатель из максимальных для аккумуляторных батарей различного типа. Теоретический энергетический уровень на единицу объёма в ионно-литиевых батареях составляет 120–200 Вт*ч/кг.
Это означает, что у воздушно-алюминиевых батарей теоретически ёмкость может превышать данный показатель ионно-литиевых аналогов более чем в 40 раз.

[DragonTM]

зарядка которой может осуществляться при помощи солёной воды.

какой заряд? Там что Алюминий до метала восстанавливается и назад бежит? Желтуху не пишите откровенную. Есть ссылки на адекватные источники?

[Leshander]

С хим реакциями немного интереснее:
NaOCl-белизна,
Al(ClO₃)₃•6H₂O - кристаллогидрат,

При неполном гидролизе  восстановление Al(ClO₃)₃ + HOH ⇄ AlOH(ClO₃)₂ + HClO₃
но возникают и побочные типа NaCl плюс вода и кислород.

[Leshander]

какой заряд? Там что Алюминий до метала восстанавливается и назад бежит? Желтуху не пишите откровенную. Есть ссылки на адекватные источники?

Нет, заявляют что алюминий не обрастает пузырьками и продолжает стабильно реагировать, потом естественно как в любом топливном алюминий съедает.
В "белизновом" элементе всё проще как написал выше, брал угольный электрод со снятой медью оборачивал сепаратором, на него крутил алюминьку. Заливал белезной, потом выпадают хлопья кристаллогидрата. Пузырьков газа особо не наблюдал, были, но мало.
Могу позже скинуть файлик по алюминиевым акб и топливным, где то на одной из флэшек валяется.
А опыт можете поставить и сами, он не затратный. В эти выходные буду пробывать уголь из противогаза на алюминиевую фольгу.
Т.е. увиличить площадь контакта, к сожалению к угольным или графитовым пластинкам доступа не имею, а как  их делать хз.
P.S. Результаты выложу с фото и замерами. У китайцев в алколайновых батареях частенько попадается именно алюминиевый стержень, состав какой используют не знаю, покупал в FIX прайсе.

[MaxWin]

Есть довольно старое видео на эту тему.

На видео все очень впечатляюще выглядит. На то она и реклама. На деле все не так радужно.
Тема эта, ну очень заманчивая - теоретически возможная энергоемкость - колоссальная 8140 Вт*ч/кг. Но слишком много разных но.
Практически удавалось получить 300-500, что как бы тоже не мало.
В различной литературе описано великое разнообразие электрохимических систем ХИТ с алюминиевыми анодами. Были системы с водными электролитами (щелочными, кислотными, нейтральными). Были с неводными, с расплавленными и даже твердыми. Патентов на эту тему наверное больше чем на все остальные ХИТ вместе взятые. Ну и конечно среди всего этого многообразия, алюминий-кислород или  алюминий-воздух самая популярная.
Кстати в России их тоже разрабатывали (МАИ) и производили на 2-x или 3-x предприятиях(точно не помню).

Самый интересный проект на эту тему был у канадцев. Они использовали алюминий-кислородные элементы на подводной лодке. И довольно успешно - 30 часов автономной работы. Что превышало в несколько раз никель-кадмий, который использовался там до этого. Электролит KOH, кислород получали в реакторе из 50% водного раствора H2O2.

В "белизновом" элементе всё проще

Гипохлорид уж очень сильно корродирует алюминий. Но системы гипохлорид-аллюминий, тем не менее применялись в наливных одноразовых ХИТ.

Кстати не только алюминий и электролит в системах аллюминий-воздух расходуются. Газодиффузионные катоды тоже не вечные и выходят из строя. Ну и система требует периодической очистки. Точнее скажем так, или закладывать это в объем элемента (что увеличивает его массу объем) или очищать перед каждой новой зарядкой.

[Leshander]

Спасибо MaxWin за поддержку.
Белизну пока использую т.к. нужен опыт в сборке и изготовлении, а это самы дешёвый вариант.
Не хочется себе денежкой эксперементаторский дух подрывать.
Как и обещал книжку, вернее публикацию:

Она меня и натолкнула на эксперименты, ну и брат который зная мою профессию озадачил меня подбором ему для велосипеда дешёвого хит, или аккумулятора.
Завтра будут результаты эксперимента с фото, как и обещал.
Добавлено 02 Авг. 2018 в 16:08
Забыл добавить, в ней есть ссылки на другие источники в том числе алкалайновой батарейки патент.

[MaxWin]

Белизну пока использую т.к. нужен опыт в сборке и изготовлении, а это самы дешёвый вариант.

NaCl вроде как дешевле не придумать.

Хотя изготовить дома нормальный газодиффузионный катод будет сложновато, но если постараться то можно. А собственно именно он основа для элементов воздушной деполяризации. Иначе не получить нормальной токоотдачи.  Катод должен иметь высокую проницаемость для газовой диффузии и не должен промокать. Иначе, если катод промокнет под электролитом диффузия ионов будет затруднена и он не будет отдавать ток. То есть должна соблюдаться внутриэлектродная граница между электролитом и газом. Потребление воздуха у элемента большое - имейте это ввиду. При разрядном токе 1 A расходуется около  4 мл кислорода в минуту.
Обратите внимание на видео которое я выложил. Не даром все элементы плоские, собраны на некотором расстоянии друг от друга и все катоды только слегка прикрыты окнами. Такой батареи нужно очень много кислорода.

[DragonTM]

Белизну пока использую т.к. нужен опыт в сборке и изготовлении, а это самы дешёвый вариант.

я еще все не прочитал, но в ваших фуджи явно использовали каустическую соду (NaOH). Из бытовой химии это обычно крот и подобные. Ну и так в хим. маге меньше 200р за кг.

[MaxWin]

Вот статья из которой картинка.

В кратком изложении статья о том как они разрабатывали полузаряжаемый элемент.
Они встраивали между аллюминием и электролитом керамические оксидные материалы и обнаружили, что происходит реакция окисления-восстановления.
В качестве элеткроилита использовали NaCL.

[MaxWin]

Не совсем по теме. Потому как это Aluminium Ion аккумулятор, а не топливный элемент.
Публиковал видео Стандфорд.

Вот тут все детально расписано, как они его делали и какие результаты получили.
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5316828/
Хотя я точно знаю, что и до них были работы именно на эту тему. Просто читал про использовании AlCl3 с ионной жидкость в качестве электролита еще до этой публикации.
Хотя возможно есть каие-то мелкие, но важные в патентном отношении различия.

[DragonTM]

Вот статья из которой картинка.

Ваша посвежее, 2016 года. У них на сайте были найдены 2 статьи 2013 с теми же картинками.

[Leshander]

Буду пробывать, думаю что напрвление перспективное. В РФ сейчас работают над электролитом работающим при температурах до -50 для базы на северном полюсе. Есть доклад по текущим результатам, но я пока не заморачиваюсь на зиму, хочу сперва для лета;- велик это летний в основном транспорт. За реактивами в конце следующей недели, как зарплата будет. В эту субботу (завтра) выложу первые результаты.
С солью поваренной выделяется много газовых пузырьков они сокращают площадь реакции, как результат большая просадка при потреблению.

[Leshander]

Углеволокно используют, как и думал, цена на него не радует, была просто мысль завернуть углеволокно с алюминиевой лентой по принципу конденсатора.
Но цена пока отталкивает, пока не получу нормальных стабильных результатов.  деньги на ветер не наш метод.

[MaxWin]

Буду пробывать, думаю что напрвление перспективное.

В общем да, перспективное. Элементы с воздушной деполяризацией всегда считались очень перспективными. В особенности интерес проявлялся перед, или при очередной войне.  Франция в 1914 году довольно серьезно обратила на них внимание именно по причине войны, в результате появился элемент Фери. У нас начиная с 30-х годов, они тоже были крайне популярны и как результат - элемент Акимушкина. Итд итп. Единственное, что тогда использовали более дешевые и распространенные по тем временам аноды.

В эту субботу (завтра) выложу первые результаты.

Удачных результатов.

С солью поваренной выделяется много газовых пузырьков они сокращают площадь реакции, как результат большая просадка при потреблению.

Не совсем ясно почему вы так решили, поясните. И состав электролита какой в процентном отношении?

[Leshander]

Всем доброго времени суток !
Как и обещал 1 эксперимент чистое повторение описаного ранее.
Материалы: синтетическая ткань, кусочек угольного (графитового) электрода 5см, алюминевая фольга толщиной 0,3мм, белизна чистый дар Челябинск.
Фото 1:

С лева в меди с права что должно получиться, надрезается ножом и снимется как обёртка легко.
Фото 2:

Из 5см примерно 1см будет не активным, там прикрепится проводок.
Фото 3:

Завворачиваем в ткань,- она будет выполнять функцию сепаратора.
Фото 4:

Заворачиваем в фольгу, сразу делаем отвод под контакт.
Фото 5:

Изделие в сборе.
Фото 6:

Как только пропитался сепаратор сразу же начал работать, по вольтажу 1,43V
Фото 7:

По току отдача составляет 30 мА

После подачи нагрузки просел вольтаж до 1,16V ампераж тот же.
Минус сборки при использовании алюминиевого провода площадь больше и результат соответственно лучше.
Сейчас буду ждать когда он сдохнет, ориентировочно 2 суток.
Сейчас буду собирать на основе угля из противогаза, плоского типа.
Потом на основе хлорной извести (28% гипохлорида кальция)

[Leshander]

Теперь сборочные характеристики:
Диаметр стержня 8мм длинна рабочей части 40мм
формула 2Пи rh =2*3,14*8*40=1004,8мм² или 0.0010048м²
если ошибаюсь поправьте пожалуста