CN104848141A - 一种铝空气路灯系统及其电解反应原理 - Google Patents

一种铝空气路灯系统及其电解反应原理 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铝空气路灯系统，其特征在于：包括储水装置、催化剂、铝块阳级、空气阴级、LED灯泡、光线传感器控制开关，储水装置内装有水，水中加入催化剂，铝块阳级连接光线传感器控制开关，光线传感器控制开关连接LED灯泡，LED灯泡连接空气阴级。本发明与现有技术相比的优点是：本发明基于空气氧化铝原理，通过铝块、催化剂以及注入水，在接入照明的LED灯，就可以实现长期路灯照明，由于路灯系统设计有储水装置，下雨天进行贮水。该路灯照明系统不需要任何维护，不需要繁琐的电源布线。最主要是节约能源、环保、维护成本低。

Description

一种铝空气路灯系统及其电解反应原理
技术领域
本发明涉及一种路灯系统，尤其涉及一种铝空气路灯系统及其电解反应原理。
背景技术
目前路灯的主要缺点是需要长期进行线路维护，维护成本较高，且由于现有大多数路灯采用定时开关的办法，不节能，此外，现有大多数路灯经常坏，维修成本较高。
发明内容
本发明是为了解决上述不足，提供了一种铝空气路灯系统及其电解反应原理。
本发明的上述目的通过以下的技术方案来实现：一种铝空气路灯系统，其特征在于：包括储水装置、催化剂、铝块阳级、空气阴级、LED灯泡、光线传感器控制开关，储水装置内装有水，水中加入催化剂和活性剂，铝块阳级连接光线传感器控制开关，光线传感器控制开关连接LED灯泡，LED灯泡连接空气阴级；所述催化剂为聚四氟乙烯；所述活性剂为Na2SO4，使其中形成大量毛细气孔，从而阻止了电解液的泄漏，而允许空气中透过毛细孔进入电解液内。
进一步地，所述铝空气路灯系统设置有排气孔。
本发明的一种铝空气路灯系统的电解反应原理，其特征在于：它以铝合金为负极、空气电极为正极、中性水溶液或碱性水溶液为电解质构成；铝空气电池的负极是铝合金，电池在放电时，不断被消耗，正极是多孔性氧化极，跟H2/Q2燃料电池的氧化极相同，电池放电时，从外界进入电极的氧气/空气在电解质、活性剂和催化剂的三相界面发生电化学反应生成OH-；
电解液分为两种：一种是碱性溶液，另一种是中性溶液，如NACL、CH4CL水溶液或海水；
不同的电解液条件下发生的化学反应不一样，如下：
A、碱性条件：
a.阳极反应（铝电极氧化反应），铝溶解放出电子反应：
AL+4OH-→ALQ2-+2H2O+3e-或AL+4OH-→AL(OH)4-+3e-
b.阴极反应（氧化极还原反应），气体扩散阴极的电子反应：
Q2+2H2O+4e-  →4OH-
c.电池电极的总反应为：
4AL+3Q2+6H2O+4OH-  →4AL(0H)4-
B、盐性条件：
a.阳极反应：
AL+3OH- →  AL(OH)3+3e-
b.阴极反应：
O2+2H2O+4e- →  4OH-
c.电池电极的总反应：
4AL+3H2O+6H2O → 4AL(OH)3
d.腐蚀反应：
2AL+H2O→2AL(OH)3+3H2
由于铝金属的腐蚀反应，生成H2，对系统进行安全处理，预留排气孔。
本发明与现有技术相比的优点是：本发明基于空气氧化铝原理，通过铝块、催化剂以及注入水，在接入照明的LED灯，就可以实现长期路灯照明，由于路灯系统设计有储水装置，下雨天进行贮水。该路灯照明系统不需要任何维护，不需要繁琐的电源布线。最主要是节约能源、环保、维护成本低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详述。
如图1所示，一种铝空气路灯系统，包括储水装置1、催化剂2、铝块阳级3、空气阴级4、LED灯泡5和光线传感器控制开关6，储水装置1内装有水，水中加入催化剂2和活性剂7，铝块阳级3连接光线传感器控制开关6，光线传感器控制开关6连接LED灯泡5，LED灯泡5连接空气阴级4；所述铝空气路灯系统设置有排气孔；所述催化剂为聚四氟乙烯；所述活性剂为Na2SO4，使其中形成大量毛细气孔，从而阻止了电解液的泄漏，而允许空气中透过毛细孔进入电解液内。
本系统的电解反应原理：它以铝合金为负极、空气电极为正极、中性水溶液或碱性水溶液为电解质构成；铝空气电池的负极是铝合金，电池在放电时，不断被消耗，正极是多孔性氧化极，跟H2/Q2燃料电池的氧化极相同，电池放电时，从外界进入电极的氧气/空气在电解质、活性剂和催化剂的三相界面发生电化学反应生成OH-；
电解液分为两种：一种是碱性溶液，另一种是中性溶液，如NACL、CH4CL水溶液或海水；
不同的电解液条件下发生的化学反应不一样，如下：
A、碱性条件：
a.阳极反应（铝电极氧化反应），铝溶解放出电子反应：
AL+4OH-→ALQ2-+2H2O+3e-或AL+4OH-→AL(OH)4-+3e-
b.阴极反应（氧化极还原反应），气体扩散阴极的电子反应：
Q2+2H2O+4e-  →4OH-
c.电池电极的总反应为：
4AL+3Q2+6H2O+4OH-  →4AL(0H)4-
B、盐性条件：
a.阳极反应：
AL+3OH- →  AL(OH)3+3e-
b.阴极反应：
O2+2H2O+4e- →  4OH-
c.电池电极的总反应：
4AL+3H2O+6H2O → 4AL(OH)3
d.腐蚀反应：
2AL+H2O→2AL(OH)3+3H2
由于铝金属的腐蚀反应，生成H2，对系统进行安全处理，预留排气孔。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种铝空气路灯系统，其特征在于：包括储水装置、催化剂、铝块阳级、空气阴级、LED灯泡、光线传感器控制开关，储水装置内装有水，水中加入催化剂和活性剂，铝块阳级连接光线传感器控制开关，光线传感器控制开关连接LED灯泡，LED灯泡连接空气阴级；所述催化剂为聚四氟乙烯；所述活性剂为Na2SO4，使其中形成大量毛细气孔，从而阻止了电解液的泄漏，而允许空气中透过毛细孔进入电解液内。
2.根据权利要求1所述的一种铝空气路灯系统，其特征在于：所述铝空气路灯系统设置有排气孔。
3.一种铝空气路灯系统的电解反应原理，其特征在于：它以铝合金为负极、空气电极为正极、中性水溶液或碱性水溶液为电解质构成；铝空气电池的负极是铝合金，电池在放电时，不断被消耗，正极是多孔性氧化极，跟H2/Q2燃料电池的氧化极相同，电池放电时，从外界进入电极的氧气/空气在电解质、活性剂和催化剂的三相界面发生电化学反应生成OH-；
电解液分为两种：一种是碱性溶液，另一种是中性溶液，如NACL、CH4CL水溶液或海水；
不同的电解液条件下发生的化学反应不一样，如下：
A、碱性条件：
a.阳极反应（铝电极氧化反应），铝溶解放出电子反应：
AL+4OH-→ALQ2-+2H2O+3e-或AL+4OH-→AL(OH)4-+3e-
b.阴极反应（氧化极还原反应），气体扩散阴极的电子反应：
Q2+2H2O+4e-  →4OH-
c.电池电极的总反应为：
4AL+3Q2+6H2O+4OH-  →4AL(0H)4-
B、盐性条件：
a.阳极反应：
AL+3OH- →  AL(OH)3+3e-
b.阴极反应：
O2+2H2O+4e- →  4OH-
c.电池电极的总反应：
4AL+3H2O+6H2O → 4AL(OH)3
d.腐蚀反应：
2AL+H2O→2AL(OH)3+3H2
由于铝金属的腐蚀反应，生成H2，对系统进行安全处理，预留排气孔；
本发明与现有技术相比的优点是：本发明的空气路灯系统无需进行线路维护，维护成本低；节能、环保；维修成本较低。
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