Baterías puede ser bastante pesado. Esta desventaja impide que las baterías sean una fuente de energía en muchos aparatos y aplicaciones diferentes donde ser ligero es crucial.
Un batería de aire de aluminio supera esta cuestión. Utiliza el aire como cátodo, reduciendo significativamente su peso.
En un batería de aire de aluminioEl aluminio se usa como ánodo y el aire (el oxígeno del aire) se usa como cátodo. Esto da como resultado una densidad de energía, es decir, una energía producida por unidad de peso de la batería muy alta en comparación con otras baterías convencionales.
A pesar de esto, una batería de aire de aluminio no se produce comercialmente, principalmente debido al alto costo de producción del ánodo, así como a problemas de corrosión del ánodo de aluminio debido al dióxido de carbono en el aire. Debido a esto, el uso de esta batería está restringido a aplicaciones principalmente militares.
Las baterías de aire de aluminio con alta densidad de energía significan que tienen un alto potencial de ser usadas en vehículos eléctricos.
La fabricación de una batería de aire de aluminio es bastante simple y se puede hacer usando simples artículos domésticos. Bueno, repasa la guía DIY (Do It Yourself) para hacer una batería de aire de aluminio.
Experimento de batería de aire de aluminio
Para crear esto experimentalmente requerimos,
- Papel de aluminio.
- Solución saturada de agua y sal
- Papeles hinchables
- Polvo de carbón fino.
- Dos pequeños trozos de cables eléctricos y
- Un diodo emisor de luz.
Procedimiento para hacer una simple batería de aire de aluminio
Sólo toma un pedazo de papel de aluminio y lo esparce sobre la mesa. En una olla hacer una solución saturada de agua y sal. Coge un trozo de papel hinchable. Ponga el pedazo de papel hinchable en remojo en una solución salina saturada.
Luego pongan el pedazo empapado de papel hinchable sobre el papel de aluminio. Ahora pongan un poco de polvo fino de carbón sobre el papel hinchable. Después de mantener un cable de plomo sin aislamiento en el polvo de carbón, cúbralo con otro pedazo de solución salina empapado en papel hinchable del mismo tamaño. Ahora enrolle firmemente el total de la cosa de tal manera que, el polvo de carbón no pueda tocar directamente el papel de aluminio y la porción aislada del cable de plomo salga por un extremo del rollo. Ahora tome otro cable y fije la porción no aislada del cable al papel de aluminio. Ahora, si conectamos un cable de baja potencia diodo emisor de luz (LED) con estos dos cables (uno de carbón y otro de papel de aluminio) y presionamos el rollo con los dedos, el LED se iluminará. Así es como se puede crear una batería de aire de aluminio en nuestra casa.
Principio de funcionamiento de la batería de aire de aluminio
Como en la figura de la derecha, una batería de aire de aluminio tiene un cátodo de aire que puede estar hecho de un catalizador con base de plata y ayuda a bloquear el CO2 para entrar en la batería, pero permite que el O2 para entrar en el electrolito. Entonces este oxígeno reacciona con H2El O en la solución electrolítica de KOH toma los electrones de la solución y crea el OH– iones. Estos iones se asocian con el ánodo de Al y crean Al(OH)3 y liberar los electrones. Estos electrones fluyen entonces al ánodo de aire desde el cátodo de aluminio a través del circuito externo para compensar la falta de electrones en la solución electrolítica debido a la reacción de reducción del cátodo.
Reacción química de la batería de aire de aluminio
Cuatro átomos de aluminio reaccionan con 3 moléculas de oxígeno y 6 moléculas de agua y producen 4 hidróxidos de aluminio
Ecuación de la batería de aire de aluminio
La oxidación del ánodo (media reacción),
La reducción del cátodo (reacción a la mitad),
Reacción total,
Phinergy, una conocida empresa israelí de desarrollo se centró en la utilización de la batería de aire de metal como la batería de aire de aluminio y la batería de aire de zinc. La especialidad de las baterías de metal-aire es que toman el oxígeno del aire del ambiente. La batería de aire de aluminio tiene una densidad de energía muy alta, es tan alta como 300 Wh por una libra de aluminio. Su densidad de energía también es muy alta, alrededor de 30 Watt/lb.
Este tipo de batería no puede ser recargada eléctricamente. Básicamente es una batería primaria. Pero la dificultad de la recarga puede ser superada por un proceso de recarga mecánica. La recarga mecánica de la celda de aire de aluminio se hace reemplazando el electrodo de aluminio. En este proceso, la batería puede ser llevada a su condición de totalmente cargada desde la pila de celdas de batería descargadas.
Debido a su alta densidad de energía y potencia, las instalaciones de recarga mecánica, la batería de aire de aluminio puede ser la alternativa más adecuada de combustible de petróleo para el automóvil en un futuro próximo. Estas baterías también tienen un impacto ambiental muy bajo.
La principal desventaja de esta tecnología es que la reacción del CO2 con aluminio. El aluminio se ve muy fácilmente afectado por la corrosión debido a la presencia de CO2 en el aire. Este problema puede superarse introduciendo un electrodo de aire especial que puede evitar que el CO2 para llegar a la hoja de aluminio. Phynergy ha desarrollado un electrodo de aire con catalizador a base de plata y esta estructura permite que el O2 entrar en una hoja de aluminio y evita que el CO2 para entrar.
