Сколько литров в батарее алюминиевой: как посчитать и на что он влияет? ➤ Рекомендации лучших экспертов интернет-магазина TEPLOVOZ.UA

Содержание

Алюминиевые радиаторы отопления Global — оптимальный выбор для обогрева дома, квартиры, дачи

Если Вы подошли, в ремонте своей квартиры или строительства дома, до момента установки алюминиевых радиаторов отопления и ищите низкие цены на «Радиатор алюминиевый, секционный«, то интернет-магазин Водная техника в Самаре предложит вам совершить выгодную покупку приборов водяного обогрева. На официальном сайте интернет магазина Водная техника Самара вы подберете крашеные отопительные приборы и ознакомитесь с оригинальными фото, изучите подробные характеристики товара. Если Вы не можете сами определиться с выбором и не уверены в правильном подсчете необходимого количества секций батареи? Нужна помощь консультанта при покупке белого алюминиевого радиатора? Представляем вам, для ознакомление, короткое описание радиаторов из алюминиевого сплава.

Дюралюминиевые радиаторы

Изготовленные из алюминия радиаторы не рекомендовано монтировать в концепцию основного отопления, в которой существует возможность гидромеханических скачков. Пред установкой батарей в многоквартирном здании необходимо осуществить исследование воды на РН, он должен быть не выше нормы (8,0 единиц.)

Дюралевые радиаторы используются с целью обогрева частных жилищ и загородных домов с самостоятельной концепцией отопления. Известность устройств определена их прочностью, невесомостью, большой теплоотдачей, перспективой применения в труде воды либо незамерзающей жидкости и возможностью стремительно отвечать в перемену температуры теплоносителя. Стоимость дюралевых радиаторов находится в зависимости от последующих условий:

высоты, ширины, глубины;
предельной степенью давления в рабочем состоянии колеблется от 6 до 16 атм.;
уровень термической силы – от 82 вплоть до 212 Вт;
одна секция радиатора весит — от 1 до 1,6 кг;

предельная температура составляет – от 1до1,6 градусов Цельсия;
количество воды в одном отделе — от 0,25 до 0,46 литров.

Значимым аспектом также является срок эксплуатации. Это зависит от модификации и изготовителя батареи могут прослужить от 10 до 20 лет.

Виды алюминиевых радиаторов

Рынок представляет 3 типа дюралевых батарей, они различаются способом изготовления, признаком давления и теплоотдачи, стойкостью к воздействию ржавчины.

Экструдизионный разборный радиатор – составляющие батареи, возможно, выдавить с помощью экструдер и повышенного напряжения.
Секционный радиатор– в целях изготовления продукта используется соединение алюминия и кремния. По причине собственной стабильности и большой теплоотдаче плотные дюралевые радиаторы используют с большей известностью.
Анодированный радиатор – создают из алюминиевого сплава с признаком чистки в 98%. С целью защиты от ржавчины и повышения теплоотдачи и давления (вплоть до 215 АТМ.) используют анодирование, изменяющую текстуру сплава.

С помощью собственных рабочих признаков анодированные радиаторы преимущественно прочны и многофункциональны, но их цену невозможно отметить доступной. Все без исключения дюралевые батареи различаются красивым наружным типом, а кроме того обладают наилучшим соответствием термической силы и стоимости.

Советы согласно подбору и монтажа алюминиевых радиаторов.

Чаще всего изготовитель продает радиаторы с секциями, их количество составляет:10 штук. Фабричная скрутка более верна и не рекомендовано объединять в общий источник больше 15 секций (лучше всего поставить 2 раздельных радиатора). Более многофункциональными являются литые модификации, но не надежные изготовители могут предоставлять за них экструзивные радиаторы.

С целью контроля необходимо удостоверится в том, что нет внутренних боковых швов

У устройств, выполненных методом литья, при давлении они отсутствуют. Презентованные дюралевые радиаторы сертифицированы и обладают гарантийным обеспечением от изготовителя.

Длительное и продуктивное функционирование отопления вероятно только лишь при следовании советов отмеченных в тех. документации продукта.

Необходимо создать условия для защиты радиатора с возможностью избежать гидравлических ударов и контакта с низкокачественным теплоносителем.

Промежуток между полом и радиатором должен быть от 60 до 100 мм, а меж устройством и стеной 2 – 5 мм.

Выполнение отступов гарантирует наилучшую степень теплоотдачи секций. Монтаж на входе/выходе запорно-стабилизирующей арматуры даст возможность осуществлять ручное регулирование отопления и закрывать линию с целью технологических ремонтных работ и сервиса конструкций.

Принять решение приобрести дюралевые радиаторы, их установку рекомендовано поручить экспертам с надлежащей лицензией. Монтаж секций выполняется с учетом условия СНиП и завода-изготовителя.

Специалисты компании Водная техника в Самаре всегда готовы Вам помочь! Помощь в выборе и инструктаж по применению отопительных приборов и сопутствующих товаров, у нас есть всё для водоснабжения и отопления. Купите алюминиевые батареи для отопления онлайн, с доставкой на дом или заберите заказ со склада компании Водная техника в Самаре. Всегда в наличии любое количество секций и самые низкие цены у нас! Оптом и в розницу со склада в Самаре на ул. Аэродромная, дом 58А, тел. +7 (846) 2-707-888

ПРАЙС-ЛИСТ | Гродненский заготторг

закупаемое у населения, по Заготовительно-торговому унитарному предприятию «Гродненский заготторг»

∗ Лом черных и цветных металлов принимается со скидкой (размер установленных скидок смотрите в разделе «ВИДЫ ВТОРСЫРЬЯ/Металлолом»). Цена на эти виды сырья установлена за 1 кг чистого веса.

Наименование	Закупочная цена за 1 кг, руб.
ЛОМ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ
Металлолом бытовой 32Н ∗	0,66
ЛОМ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Бытовой лом алюминия чистого (нелегированного), не засоренный другими металлами и сплавами — сорт 1 (ЛБ-1-1) ∗	2,91
Бытовой лом алюминия и сплавов на его основе, не засоренный другими металлами и сплавами — сорт 1а (ЛБ-1-1а) ∗	2,23
Бытовой лом алюминия и сплавов на его основе, не соответствующий техническим требованиям сортов 1 и 1а — сорт 2 (ЛБ-1-2) ∗	2,12
Бытовой лом алюминия и сплавов на его основе низкокачественный, не соответствую-щий техническим требованиям сортов 1, 1а и 2 — сорт 3 (ЛБ-1-3) ∗	1,71
Бытовой лом магния и сплавов на его основе — сорт 1 (ЛБ-2-1) ∗	2,74
Бытовой лом цинка и сплавов на его основе — сорт 1 (ЛБ-6-1) ∗	1,82
Бытовой лом меди, не засоренный другими металлами и сплавами, без лака, краски, изоляции и следов обжига — сорт 1 (ЛБ-3-1) ∗	15,37
Бытовой лом латуни, не засоренный другими металлами и сплавами — сорт 2 (ЛБ-3-2) ∗	10,24
Бытовой лом бронзы, не засоренный другими металлами и сплавами — сорт 3 (ЛБ-3-3) ∗	12,00
Бытовой лом меди не засоренный другими металлами и сплавами, не соответствующий техническим требованиям сорта 1 — сорт 4 (ЛБ-3-4) ∗	12,42
Бытовой лом медьсодержащий (медь, латунь, бронза) низкокачественный, не соответ-ствующий техническим требованиям сортов 1, 2, 3, 4 — сорт 5 (ЛБ-3-5) ∗	7,04
Бытовой лом никеля, сплавов на его основе и медно — никелевых сплавов, не засорен-ный другими металлами и сплавами — сорт 1 (ЛБ-4-1) ∗	25,85
Бытовой лом никеля, сплавов на его основе и медно-никелевых сплавов низкока-чественный, не соответствующий техническим требованиям сорта 1 — сорт 2 (ЛБ-4-2) ∗	12,91
Бытовой лом свинца, олова и сплавов на их основе — сорт 1 (ЛБ-5-1) ∗	3,24
Бытовой лом отработанных свинцовых аккумуляторных батарей не разделанных — сорт 1 (ЛБ-7-1) ∗	2,96
МАКУЛАТУРА	0,25
ОБРЕЗКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ВСЕХ ВИДОВ	0,01
ПОЛИЭТИЛЕН МЯГКИЙ (пленка) бесцветная чистая	1,20
ПОЛИЭТИЛЕН МЯГКИЙ (пленка) цветная	0,50
ПОЛИЭТИЛЕН МЯГКИЙ (пленка сельскохозяйственная)	0,10
ПОЛИЭТИЛЕН ТВЕРДЫЙ (лом ящиков)	0,50
ПЭТФ-бутылка (прозрачная цветная)	1,00
ПЭТФ-бутылка (матовая, молочная)	0,05
ПОЛИПРОПИЛЕН (мягкий, твердый)	0,10
ПОЛИЭТИЛЕН (лом различных изделий)	0,01
ТАРА ВЫДУВНАЯ, ФЛАКОНЫ (от бытовой химии, канистры из-под моторных масел, химикатов, строительных смесей и жидкостей) (маркировка HDPE2 или PE HD2)	0,50
СТЕКЛОБОЙ СМЕШАННЫЙ ТАРНЫЙ	0,05
СТЕКЛОБОЙ ПОЛУБЕЛЫЙ ТАРНЫЙ	0,18
СТЕКЛОБОЙ ЗЕЛЕНЫЙ ТАРНЫЙ	0,13
СТЕКЛОБОЙ КОРИЧНЕВЫЙ ТАРНЫЙ	0,13
СТЕКЛОБОЙ ПОЛУБЕЛЫЙ ЛИСТОВОЙ	0,13
ОТРАБОТАННЫЕ МАСЛА (по адресу: г. Гродно, пер. Победы,16, ул.Богуцкого, ул.Б.Росы, ул.Бондовского, мкр Барановичи, г.Озеры, г.Скидель, ул. К.Маркса, а.г.Индура)	0,40
БЫТОВАЯ ТЕХНИКА (крупногабаритное, среднегабаритное и мелкогабаритное электрическое и электронное оборудование):
— при условии полной комплектации	0,20
БУТЫЛКА: 0,5 л и 0,7л (за 1 штуку) прием осуществляется по адресам: пер.Победы,16; ул.Пестрака; ул.Дзержинского; пр-т Я.Купалы; пр-т Клецкова; ул.Терешковой; ул.Бондовского; аг.Озеры; аг.Гожа; г.Скидель, а.г.Индура. Справки по тел. (33)344 40 37	0,13

Алюминиевый аккумулятор со сверхбыстрой зарядкой предлагает безопасную альтернативу обычным аккумуляторам

Стэнфордские ученые изобрели гибкую высокопроизводительную алюминиевую батарею, которая заряжается примерно за 1 минуту.

Авторы и права: Марк Шварц, Precourt Institute for Energy, Стэнфордский университет.

Ученые Стэнфордского университета изобрели первую высокопроизводительную алюминиевую батарею, которая быстро заряжается, долговечна и недорога. Исследователи говорят, что новая технология предлагает безопасную альтернативу многим широко используемым сегодня коммерческим батареям.

«Мы разработали перезаряжаемую алюминиевую батарею, которая может заменить существующие устройства хранения, такие как щелочные батареи, которые вредны для окружающей среды, и литий-ионные батареи, которые иногда воспламеняются», — сказал Хунцзе Дай, профессор химии. в Стэнфорде. «Наша новая батарея не загорится, даже если ее просверлить».

Дай и его коллеги описывают свою новую алюминий-ионную батарею в статье «Сверхбыстрая перезаряжаемая алюминий-ионная батарея» в предварительном онлайн-выпуске журнала 9 от 6 апреля.0007 Природа .

Алюминий уже давно является привлекательным материалом для аккумуляторов, в основном из-за его низкой стоимости, низкой воспламеняемости и большой емкости для хранения заряда.

На протяжении десятилетий исследователи безуспешно пытались разработать коммерчески жизнеспособную алюминий-ионную батарею. Основная проблема заключалась в поиске материалов, способных вырабатывать достаточное напряжение после повторяющихся циклов зарядки и разрядки.

Графитовый катод

Алюминий-ионный аккумулятор состоит из двух электродов: отрицательно заряженного анода из алюминия и положительно заряженного катода.

«Люди пробовали разные материалы для катода, — сказал Дай. «Мы случайно обнаружили, что простым решением является использование графита, который в основном представляет собой углерод. В нашем исследовании мы определили несколько типов графитового материала, которые дают нам очень хорошие характеристики».

Для экспериментальной батареи команда из Стэнфорда поместила алюминиевый анод и графитовый катод вместе с ионным жидким электролитом внутрь гибкого пакета с полимерным покрытием.

«Электролит — это, по сути, соль, которая является жидкой при комнатной температуре, поэтому она очень безопасна», — сказал аспирант Стэнфорда Минг Гонг, соавтор Природа исследование.

Лаборатория профессора Стэнфордского университета Хунцзе Дая изобрела сверхбыструю алюминий-ионную батарею с электродами из недорогого алюминия (Al) и листов наноуглерода. Авторы и права: Мэн-Чанг Лин и Хунцзе Дай, Стэнфордский университет Дай добавил, что алюминиевые батареи

безопаснее, чем обычные литий-ионные батареи, используемые сегодня в миллионах ноутбуков и мобильных телефонов.

«Литий-ионные батареи могут быть пожароопасными», — сказал он.

В качестве примера он указал на недавние решения авиакомпаний United и Delta о запрете массовых поставок литиевых батарей на пассажирских самолетах.

«В нашем исследовании у нас есть видеоролики, показывающие, что вы можете просверлить алюминиевый отсек для батареи, и он будет продолжать работать еще некоторое время, не загораясь», — сказал Дай. «Но литиевые батареи могут сработать непредсказуемым образом — в воздухе, в машине или в вашем кармане. Помимо безопасности, мы добились значительных прорывов в производительности алюминиевых батарей».

Одним из примеров является сверхбыстрая зарядка. Владельцы смартфонов знают, что зарядка литий-ионного аккумулятора может занять несколько часов. Но команда из Стэнфорда сообщила о «беспрецедентном времени зарядки» алюминиевого прототипа до одной минуты.

Прочность — еще один важный фактор. Алюминиевые батареи, разработанные в других лабораториях, обычно умирали всего после 100 циклов заряда-разряда. А вот стэнфордская батарея смогла выдержать более 7500 циклов без потери емкости. «Это был первый случай создания сверхбыстрой алюминий-ионной батареи со стабильностью в течение тысяч циклов», — пишут авторы.

Для сравнения, срок службы типичной литий-ионной батареи составляет около 1000 циклов.

«Еще одна особенность алюминиевой батареи — гибкость, — сказал Гонг. «Вы можете сгибать и сгибать его, поэтому у него есть потенциал для использования в гибких электронных устройствах. Алюминий также является более дешевым металлом, чем литий».

Приложения

Помимо небольших электронных устройств, алюминиевые батареи могут использоваться для хранения возобновляемой энергии в электрической сети, сказал Дай.

«Сети нужна батарея с длительным сроком службы, которая может быстро накапливать и высвобождать энергию», — пояснил он. «Наши последние неопубликованные данные свидетельствуют о том, что алюминиевую батарею можно перезаряжать десятки тысяч раз. Трудно представить себе создание огромной литий-ионной батареи для сетевого хранения».

Алюминий-ионная технология также предлагает экологически чистую альтернативу одноразовым щелочным батареям, сказал Дай.

«Миллионы потребителей используют 1,5-вольтовые батареи типа АА и ААА», — сказал он. «Наша перезаряжаемая алюминиевая батарея вырабатывает около двух вольт электричества. Это больше, чем кто-либо добился с алюминием».

Но потребуются дополнительные улучшения, чтобы соответствовать напряжению литий-ионных аккумуляторов, добавил Дай.

«Наша батарея производит примерно половину напряжения типичной литиевой батареи», — сказал он. «Но улучшение материала катода может в конечном итоге увеличить напряжение и плотность энергии. В остальном наша батарея имеет все, о чем вы могли бы мечтать: недорогие электроды, хорошую безопасность, высокую скорость зарядки, гибкость и длительный срок службы». посмотрите на это как на новую батарею в ее первые дни. Это довольно интересно ».

Дополнительная информация: Сверхбыстрая перезаряжаемая алюминий-ионная батарея, DOI: 10.1038/nature14340.

Информация журнала: Природа

Предоставлено Стэндфордский Университет

Цитата : Алюминиевый аккумулятор со сверхбыстрой зарядкой предлагает безопасную альтернативу обычным аккумуляторам (6 апреля 2015 г.) получено 3 мая 2023 г. с https://phys.org/news/2015-04-ultra-fast-aluminum-battery-safe-alternative.html

Этот документ защищен авторским правом.

Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Алюминиево-воздушная батарея — Институт чистой энергии

Хранение энергии является одной из самых больших проблем, стоящих перед масштабированием технологий экологически чистой энергии. Цель этого задания — позволить учащимся спроектировать и построить батарею, используя свое понимание реакций окисления и восстановления. Студенты будут использовать обычные материалы, в том числе алюминиевую фольгу, соленую воду, древесный уголь и медную фольгу, для создания неперезаряжаемой аккумуляторной батареи, способной питать светодиод. Студенты должны быть знакомы с уравнениями балансировки с использованием полуреакций.

Основные вопросы:

Можно ли улавливать и хранить энергию?

Как мы можем улавливать энергию, высвобождаемую в результате химической реакции, для производства полезной электроэнергии?

Фон

Батареи хранят химическую потенциальную энергию, которая может быть высвобождена для производства электрической энергии или электричества. В зависимости от конкретной электрохимической реакции, протекающей внутри батарей, батареи могут быть одноразовыми (основной элемент) или перезаряжаемыми (вторичный элемент). Например, батареи сотовых телефонов перезаряжаемы (например, мы должны подключать наши телефоны каждую ночь), однако батареи, которые мы вставляем в наши телевизионные пульты и фонарики, могут быть перезаряжаемыми и одноразовыми. В этом эксперименте мы узнаем об одном виде одноразовой батареи — алюминиевой воздушной батарее.

Алюминиевые воздушные батареи используют металлический алюминий и кислород в атмосфере в качестве электродов. Алюминиево-воздушные аккумуляторы имеют одну из самых высоких плотностей энергии среди всех аккумуляторов, потому что вес воздуха очень мал по сравнению с другими типами материалов электродов аккумуляторов. Плотность энергии — это количество общей выходной энергии батареи, деленное на вес батареи или объем батареи в единицах ватт-час/килограмм или ватт-час/литр. Плотность энергии часто используется для оценки производительности батареи. Другая матрица производительности набора, которая обычно используется вместе с плотностью энергии, равна 9.0013 power densities , которое является плотностью энергии, доступной каждую секунду времени (в единицах ватт/килограмм и ватт/литр). Воздушно-алюминиевые аккумуляторы являются частью более крупной категории аккумуляторов, электрохимических аккумуляторов с металлическим воздухом, в которых чистый металл образует анод , а внешний воздух — катод . Батареи используют окисление алюминия на аноде и восстановление кислорода на катоде для формирования гальванического элемента . Гальванический элемент генерирует электрические токи посредством спонтанных окислительно-восстановительных реакций в ячейке. Воздушно-алюминиевая батарея представляет собой первичный элемент , потому что ингредиенты элемента расходуются, и поэтому батарею нельзя перезарядить. Металлический алюминий Al полностью вступает в реакцию с образованием гидроксида алюминия Al(OH)3. Кислород O2 из воздуха восстанавливается с образованием ионов гидроксида OH–. Медь используется для сбора электрического тока и не расходуется в реакции. Измельченный уголь действует как катализатор и значительно увеличивает площадь поверхности , на которой могут происходить реакции. Раствор соленой воды представляет собой электролит , который переносит заряженные ионы от одного электрода к другому. Скорость реакции можно увеличить, добавив дополнительные ионы гидроксида, используя пищевую соду (NaHCO3) или сильное основание (NaOH или KOH).

Половина реакции анодного окисления Al + 3OH ⁻ → Al(OH) ₃ + 3e ⁻ −2,31 В.
Катодная полуреакция восстановления — O ₂ + 2H ₂ O + 4e ⁻ → 4OH ⁻ +0,40 В.
Сбалансированное уравнение: 4Al + 3O ₂ + 6H ₂ O → 4Al(OH) ₃ + 2,71 В.

(Реакция улучшается, если ее проводить в щелочном растворе, который поставляет избыток ионов OH ^–. В электролите с гидроксидом калия напряжение 1,2 вольта получается с солью 0,7 вольта на ячейку. Будьте очень осторожны, экспериментируя с электролитами KOH или NaOH , используйте перчатки и защитные очки)

Когда алюминиево-воздушная батарея образует полную цепь, как показано на рис. 1 ниже, самопроизвольно начинается окислительно-восстановительная реакция из-за разности химических потенциалов между двумя электродами, что приводит к разрядке батареи. Здесь алюминиевый электрод является анодом ячейки, поскольку на нем протекает полуреакция окисления. Точно так же воздушный электрод является катодом, потому что он подвергается полуреакции восстановления. Во время разряда электроны, образующиеся на алюминиевом аноде, перетекают во внешнюю цепь и питают нагрузка , к которой подключается схема (см. фиолетовые сплошные стрелки на рис. 1). Нагрузка в электрической цепи — это компонент, который потребляет энергию, например лампочка, заряжающийся сотовый телефон или работающий электрический вентилятор. В то же время отрицательные ионы OH-, высвобождаемые воздушным катодом, проходят через жидкий электролит и попадают на алюминиевый анод, чтобы служить реагентами для полуреакции окисления (см. фиолетовую пунктирную стрелку на рисунке 1). Циклическое движение электронов и заряженных ионов приводит к возникновению электрического тока в цепи, который питает нагрузку в цепи. Примечательно, что при зарядке поток электронов и ионов OH- будет направлен в направлении, обратном рисунку 1.

Рисунок 1. Схема разряжающегося алюминиево-воздушного аккумулятора

В этой лабораторной работе студенты узнают, как построить конструкцию, обеспечивающую протекание этой электрохимической реакции.

Исследовательская связь

Исследователи пытаются найти новые химические вещества для батарей с высокой плотностью энергии из распространенных на Земле материалов, которые были бы безопасными, надежными и пригодными для повторного использования. Хотя конкретная алюминиево-воздушная батарея, сделанная на этом уроке, не подлежит перезарядке, исследователи изучают новые подходы к разработке алюминиевых и других металлических воздушных батарей, которые можно перезаряжать. Одной из важных причин оптимизации перезаряжаемых батарей может быть сохранение солнечной энергии для использования в ночное время. Тем временем в настоящее время исследуются неперезаряжаемые металловоздушные батареи для самолетов, электромобилей и космических кораблей, поскольку их высокая плотность энергии делает их долговечными и относительно легкими источниками энергии. Как видно на Рисунке 2, по сравнению с литий-ионными батареями, которые являются наиболее используемой химией аккумуляторов для электромобилей, и суперконденсаторами, которые применяются в некоторых гибридно-электрических автобусах, металловоздушные батареи имеют более высокую плотность энергии. Фактически, металловоздушные батареи имеют плотность энергии, наиболее сравнимую с обычными двигателями внутреннего сгорания. Однако металловоздушные батареи имеют более низкую удельную мощность, чем литий-ионные батареи, суперконденсаторы и двигатели внутреннего сгорания.

Рисунок 2. Энергоемкость и удельная мощность металловоздушных аккумуляторов, литий-ионных аккумуляторов, суперконденсаторов и двигателей внутреннего сгорания. Данные Shao Y, El-Kady MF, Sun J, Li Y, Zhang Q, Zhu M, Wang H, Dunn B и Kaner RB 2018 «Конструкция и механизмы асимметричных суперконденсаторов» Chem. 118 9233–80

Стандарты НГСС

Стандартный номер	Стандартный текст
ГС-ПС1-2	Построить и пересмотреть объяснение результата простой химической реакции, основанное на самых внешних электронных состояниях атомов, тенденциях в периодической таблице и знании закономерностей химических свойств.
ГС-ПС1-5	Применять научные принципы и доказательства для объяснения влияния изменения температуры или концентрации реагирующих частиц на скорость протекания реакции.
HS-PS3-3	Спроектируйте, создайте и усовершенствуйте устройство, которое работает в рамках заданных ограничений для преобразования одной формы энергии в другую форму энергии.

Безопасность

Мелкий порошок древесного угля/графита может вызвать раздражение глаз, кожи, желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей при контакте, употреблении или вдыхании. химически стойкие перчатки (например, латексные, нитриловые) следует носить при работе с химическими веществами. Всегда держите хорошее расстояние между носом и угольным/графитовым порошком.

Материалы/Подготовка

1 маленькая чашка (например, банки на 8 унций подойдут)
Смесь соленой воды (растворите примерно 1 столовую ложку соли в 1 стакане воды)
Алюминиевая фольга (прибл. 12 дюймов, квадрат)
Бумажные полотенца (прибл. 12 дюймов)
Любой тип угольного порошка, такой как угольные брикеты, графитовый порошок или активированный уголь, измельченный до крупного порошка. Текстура древесного угля должна быть как минимум грубой кукурузной муки. Если вы не можете найти предварительно измельченный уголь, вы можете обернуть его бумагой и разбить молотком, чтобы разбить комки.
Лента из медной фольги с токопроводящим клеем или нелакированная медная проволока (полоса длиной около 12 дюймов)
Два провода с зажимами типа «крокодил»
Мультиметр и/или светодиоды (для представления нагрузки)
Ножницы (если нужно разрезать алюминиевую фольгу)
Распечатайте рабочий лист для учащихся с алюминиевой воздушной батареей, по 1 на каждого учащегося
Дополнительно: скотч

Введение

Предложите учащимся сбалансировать полуреакции и составить полные сбалансированные уравнения, перечисленные в разделе «Предпосылки». (См. рабочий лист № 1 для учащихся)
Проверьте уравнения всем классом и обсудите тип реакции, который они представляют. Обсудите связи между окислительно-восстановительными реакциями и терминологией катода/анода на рисунке 1, т. е. во время разряда катод восстанавливается, а анод окисляется. (См. рабочий лист № 2)
На основе приведенного выше обсуждения попросите учащихся назначить каждую половину реакции катоду и аноду в рабочей тетради № 3 алюминиево-воздушной батареи и определить направления потока электронов и ионного потока в алюминиево-воздушной батарее. (См. рабочий лист № 3)
Скажите учащимся, что сегодня они будут собирать батарею.

Основная деятельность

Покажите учащимся материалы, которые они будут использовать для сборки воздушно-алюминиевой батареи (например, алюминиевую фольгу, медную фольгу и т. д.), и попросите их угадать роль каждого материала в элементе батареи. (См. рабочий лист № 4 для учащихся)
- катод = кислород воздуха
- катодный активатор/катализатор = углерод
- разделитель = бумажное полотенце
- анод = алюминиевая фольга
- токосъемник = медная фольга/проволока
- электролит = соленая вода
- нагрузка = светодиод/мультиметр
Раздайте материалы учащимся и дайте им время изучить свойства материала перед подключением. Студенты могут использовать мультиметр для измерения напряжения и тока материалов. Некоторые выводы, которые они могут сделать, следующие: бумажное полотенце пористое и позволяет жидкости впитываться, алюминиевая и медная фольга являются наиболее тяжелыми компонентами и т. д.
Когда учащиеся изучат материалы, скажите им, что их следующей задачей будет использование этих материалов для создания алюминиевой воздушной батареи, которая будет демонстрировать напряжение. Поощряйте их использовать диаграмму, уравнения и свои исследования для построения. (См. рабочий лист № 5.) Стандартная процедура изготовления алюминиевой воздушной батареи выглядит следующим образом:
1. Соберите 6-дюймовый квадрат из алюминия.
2. Положите 6-дюймовый квадрат бумажного полотенца поверх алюминия.
3. Сместите положение бумажного полотенца на 1–2 дюйма относительно алюминия. Нависающее полотенце предотвращает соединение между медью и алюминием.
4. Добавьте примерно ½ столовой ложки угольного порошка в центр бумажного полотенца.
5. Поместите медную полосу в центр насыпи и выдвиньте ее на 2 дюйма за пределы алюминия. Убедитесь, что медный провод не касается алюминия. См. пример на рисунке 3 ниже.
6. Смешайте соль и воду в чашке и капайте насыщенную соленую воду на угольный порошок, пока бумажное полотенце не станет полностью влажным.
7. Теперь мы готовы проверить батарею!
  Рисунок 3. Пример готовой алюминиевой воздушной батареи
Подсоедините каждый зажим типа «крокодил» к каждому щупу мультиметра. Используя зажимы типа «крокодил», подключите другой положительный конец мультиметра к вытянутой медной полосе, а отрицательный конец мультиметра к любой части алюминиевой фольги. (См. рабочий лист № 6)
Подключите аккумулятор к светодиоду. Светодиод горит? Почему или почему нет? (См. рабочий лист № 7)
Повторите шаги 1–6, чтобы создать несколько элементов батареи. Подключите ячейку к существующей ячейке последовательно и измерьте напряжение цепи. Какое напряжение вы видите? Достаточно ли зажечь светодиод? (См. рабочий лист № 8)
Подсоединяйте элементы к цепочке один за другим, пока не будет достаточно напряжения, чтобы зажечь светодиод. Светодиоды обычно требуют 2-3 вольта напряжения для питания. Какое минимальное напряжение и/или ток необходимы для освещения вашего светодиода? (См. рабочий лист № 9)
Подробное обсуждение пожара Tesla Model S в 2013 году см. в рабочей тетради для учащихся, шаги № 10 и № 11)

Краткое содержание

Используйте один или несколько из следующих вопросов с учащимися, чтобы помочь им подвести итоги упражнения и продемонстрировать, что они узнали.

Какие конструктивные требования необходимо учитывать при разработке батареи, использующей эти реакции? (Например, подача кислорода, испарение электролита, техническое обслуживание, соображения площади поверхности, медные соединения между элементами, включение древесного угля в качестве катализатора или проводника.)
Какого напряжения вы достигли?
Как менялось напряжение со временем?
Какое минимальное напряжение требуется для зажигания светодиода?
Как увеличить поступление кислорода в клетку?
Есть ли ограничение по напряжению, которое может достигать цепочка аккумуляторов?
Можно ли через несколько дней «разбудить» клетку, если она перестала производить?
Какие преимущества дает использование проточного или циркулирующего электролита?
Почему напряжение, которое вы получили, отличалось от нашего теоретического предсказания из сбалансированных уравнений?
Как аккумуляторные технологии связаны с чистой энергией?

Расширения

Чтобы помочь учащимся глубже изучить эти концепции, рассмотрите следующие расширения.

Попробуйте другие растворы электролитов. (например, варьируйте соотношение соли и воды в вашем растворе, попробуйте добавить немного (1 ч. л. — 1 ст. л.) разных видов мыла и уксуса). Как это влияет на напряжение ячейки?
Измените конструкцию батареи, сначала наслаив угольный блок питания, ленту из медной фольги, сепаратор и электролит, а затем покройте все слоем алюминиевой фольги. Снова измерьте напряжение и ток. Какие изменения произошли с этой батареей «лицом вниз»?
Варьируйте крупность угольного порошка. Какая грубость работает лучше всего? Почему?

Ресурсы и ссылки

Алюминиевый воздушный аккумулятор Википедия
Бессрочный проект: создание высокоэффективной, но простой бытовой батареи Пинг Ю. Фурлан, Томас Крупа, Хумза Накив и Кайл Андерсон. Journal of Chemical Education 2013 90 (10), 1341-1345
Содействие инновациям посредством активной учебной деятельности, вдохновленной багдадской батареей, Сюй Лу и Франклин Анариба.