[发明专利]一种偏铝酸盐/氢氧化铝制备设备

说明书

本发明公开了一种偏铝酸盐/氢氧化铝制备设备,包括机架，反应堆、铝负极、电解液和控制系统：反应电堆由若干个反应单体级联组成，反应单体又由主体、通气板、空气正极、密封圈、引出极片和铝负极组成。通气板、空气正极、密封圈在主体左右两侧平行附着遮蔽，形成反应腔体，引出极片主体前后两侧固定且与空气正极相连，铝负极插装固定在反应腔内部，在主体上设置有电解液以及空气的循环通道。反应堆安装在机架内，通过让电解液进入反应腔与铝负极产生反应生成偏铝酸盐/氢氧化铝，同时放出电能，铝负极不断消耗，通过机架上的马达控制，不断向反应腔内移送铝负极形成连续的反应放电过程并得到偏铝酸盐/氢氧化铝。

技术领域

本发明属于偏铝酸盐/氢氧化铝制备，具体涉及一种偏铝酸盐/氢氧化铝制备设备。

背景技术

目前制备偏铝酸盐/氢氧化铝的方法有：拜耳法、碱石灰烧结法、拜耳烧结联合等；

铝空气电池的优点：

1、能量密度高。铝空气电池汽车百公里约消耗3kg铝、5L水与电解液，而一般乘用车的油耗约8L/100km；续航能力高于锂离子电池，铝空气电池的实际比能量可达到500-800Wh/kg，是锂离子电池120-150Wh/kg的4倍以上；

2、铝的资源丰富，价格合理。铝空气电池制造成本约为1000元/kwh，是锂离子电池生产成本4000元/kwh的1/4；

3、铝的制取已经有成熟的工业基础，我国铝工业的产能过剩。

4、铝空气电池运行产生的生成物主要是偏铝酸盐/氢氧化铝，其可循环利用，可深加工成高纯超细氢氧化铝、高纯超细γ-相氧化铝、高纯超细α-相氧化铝等工业产品。

铝空气电池的缺点：

1、比功率较低。充电和放电速度比较缓慢，电压滞后，自放电率较大；

2、电极的副反应产热。需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热；

3、反应生成物主要是偏铝酸盐/氢氧化铝以及金属铝本身不造成环境污染，且毒性低，但是铝离子Al³⁺具有生物富集性，进入人体后难以排出体外，最终会危害公共健康。铝中毒会表现出阿尔兹海默症(老年痴呆症)的症状。

与氢燃料电池对比：

1、铝空气电池与氢燃料电池同属电化学电池，但能量密度不及氢气。

2、铝空气电池反应生成物主要是偏铝酸盐/氢氧化铝，不能直接排出，需要回收，与氢燃料车可以直接无害排出相比会增加回收成本；

3、氢燃料电池系统具有危险性，存在爆炸隐患；铝空气电池安全性好；

4、用户体验差。铝空气电池的电解质(液)一般应用强碱性溶液KOH、NaOH 等，除了添加铝电极以外还需补充水和电解质，相较于燃油和氢气的直接燃料添加，增加了所需添加的物质，更为繁琐。

我国的铝土矿资源并不丰富，废铝的回收利用率很低。如果废铝不能得到回收循环利用，则是巨大的浪费。所以，我们利用铝空气电池的原理设计了一整套使用废铝来生产偏铝酸盐/氢氧化铝浆料的制备设备，从工厂的实际生产成果对比，其生产效率远高于其他生产方式。

发明内容

1、使用铝空气电池原理的制备工艺：此种偏铝酸盐/氢氧化铝制备工艺是以空气中的氧为正极活性物质，金属铝为负极活性物质，①碱性电解液：以氢氧化钾或氢氧化钠溶液为电解液，在正极催化剂的催化作用下发生电化学反应产生电能的同时得到偏铝酸盐/氢氧化铝浆料；②中性电解液：以氯化钾或氯化钠溶液为电解液，在正极催化剂的催化作用下发生电化学反应产生电能的同时得到氢氧化铝浆料。