Alumīnija{0}}gaisa akumulatori
Alumīnija -gaisa akumulators ģenerē elektroenerģiju, oksidējot alumīniju pie anoda, bet skābeklis no gaisa reaģē pie katoda. Teorētiskais enerģijas blīvums ir vairākas reizes lielāks par pašreizējām litija{2}}jonu elementiem, un alumīnijs ir daudz, drošs un pārstrādājams. Joprojām ir praktiski izaicinājumi elektrolīta pārvaldībā, anoda parazitārās korozijas kontrolē un alumīnija oksīda blakusprodukta apstrādē. Tiek pētītas elektrisko transportlīdzekļu diapazona paplašinātāju, militārā lauka jaudas un rezerves barošanas bloku prototipu sistēmas, kur spēja atjaunot enerģiju, vienkārši nomainot alumīnija anodu, ir galvenā darbības priekšrocība.
Piedevu ražošana ar alumīniju
Selektīvas lāzerkausēšanas un citos pulvera{0}}slāņa saplūšanas procesos no metāla pulvera slānis pa slānim tiek veidotas alumīnija daļas, tādējādi nodrošinot ģeometrijas, kuras nevar izliet vai apstrādāt. Sakausējumi, piemēram, AlSi10Mg, ir visizplatītākie to labās apdrukājamības un mehānisko īpašību dēļ, un detaļas bieži tiek termiski apstrādātas un pēc drukāšanas tiek apstrādāta virsma. Tehnoloģija tiek izmantota vieglajiem aviācijas un kosmosa kronšteiniem, siltummaiņiem un pielāgotiem komponentiem, kur dizaina brīvība kompensē augstākas izmaksas salīdzinājumā ar liešanu. Uzlabojoties mašīnām, pulveriem un procesa kontrolei, ražošanas apjomu izmaksu atšķirības samazinās.
Alumīnijs saules enerģijas sistēmās
Alumīnijam ir vairākas lomas fotoelementu sistēmās. Ekstrudēti alumīnija rāmji atbalsta paneļus un ir izturīgi pret koroziju āra ekspluatācijā, alumīnija kopnes un vadītāji efektīvi pārvada ģenerēto strāvu, un atstarojošās alumīnija virsmas tiek izmantotas saules konstrukciju koncentrēšanai. Alumīnija vieglais svars vienkāršo uzstādīšanu uz jumta un samazina slodzi uz konstrukcijām, un tā pārstrādājamība atbalsta saules enerģijas nozares aprites ekonomikas mērķus. Anodēts un pārklāts alumīnijs ir paredzēts piekrastes saules enerģijas fermām, kurās ir būtiska ilgtermiņa izturība pret koroziju.
Alumīnija nanokompozītmateriāli
Nanokompozītmateriāli stiprina alumīniju, metāla matricā izkliedējot nano-mēroga keramikas daļiņas, piemēram, silīcija karbīdu vai alumīnija oksīdu. Daļiņas palielina izturību, stingrību un nodilumizturību, vienlaikus saglabājot labāku elastību nekā parastie makro{2}}mēroga kompozītmateriāli. Pašlaik uzmanības centrā ir automobiļu bremžu rotori, dzinēju komponenti un bruņu pielietojumi, un kosmosa un kosmosa izpēte turpinās, jo svara ietaupījums ir būtisks. Ražošanas izmaksas joprojām ir galvenais šķērslis, jo vienmērīgai daļiņu izkliedei un drošai nano-pulveru apstrādei ir nepieciešama specializēta apstrāde.
Alumīnija un ūdeņraža uzglabāšana
Alumīnijs tiek pētīts ūdeņraža lietojumiem vairākos veidos. Daži alumīnija hidrīdi karsējot atbrīvo ūdeņradi, un porainās alumīnija struktūras ir daudzsološas ūdeņraža uzglabāšanai lietderīgā blīvumā. Alumīnija-materiāli darbojas arī kā katalizatora balsti kurināmā elementos, un alumīnija sistēmu vieglais svars ir labvēlīgs mobilajām lietojumprogrammām. Pašreizējā energoefektivitāte un ūdeņraža izdalīšanās kinētika joprojām ir jāuzlabo pirms komerciālas ieviešanas, taču pētījumi ir aktīvi, jo sagaidāms, ka ūdeņradim būs arvien lielāka nozīme tīrā enerģijā.
FAQ
J. Kā darbojas alumīnija{0}}gaisa akumulators?
A: Alumīnijs tiek patērēts pie anoda un skābeklis no gaisa reaģē pie katoda, radot elektrību. Alumīnijs tiek oksidēts līdz alumīnija hidroksīdam, un šūna tiek uzlādēta, nomainot anodu un elektrolītu.
J: Kādi alumīnija sakausējumi tiek izmantoti 3D drukāšanā?
A: AlSi10Mg ir visizplatītākais sakausējums, un citi, piemēram, AlSi7Mg, un augstas stiprības varianti tiek izstrādāti. Sakausējumi ir atlasīti pēc apdrukājamības, mehāniskajām īpašībām un reakcijas uz termisko apstrādi.
J: Kāpēc alumīnijs tiek izmantots saules paneļu rāmjos?
A: Alumīnija rāmji ir viegli, izturīgi pret koroziju, viegli izspiežami sarežģītos profilos un pilnībā pārstrādājami, tāpēc tie ir ideāli piemēroti fotoelektrisko paneļu atbalstam un aizsardzībai gadu desmitiem ilgā āra ekspluatācijā.
J: Kas padara alumīnija nanokompozītus stiprākus?
A: Nano{0}}mēroga keramikas daļiņas izkliedējas metāla bloka dislokācijas kustībā un pārvadā slodzi, palielinot izturību un nodilumizturību. Tā kā daļiņas ir ļoti smalkas, elastība tiek saglabāta labāk nekā parastajos kompozītmateriālos.
J: Vai alumīnijs ir praktisks ūdeņraža uzglabāšanas līdzeklis?
A: Pētījumi ir daudzsološi, bet vēl nav komerciāli. Alumīnija hidrīdi un porainas alumīnija struktūras var atbrīvot ūdeņradi, taču joprojām ir izaicinājums uzlabot uzglabāšanas blīvumu, izdalīšanās temperatūru un cikla stabilitāti.