Je hliník vhodný pro solární panely?

Hliník (nebo hliník v americké angličtině a kanadské angličtině) je chemický prvek se symbolem Al a atomovým číslem 13. Hliník má hustotu nižší než ostatní běžné kovy, přibližně jednu třetinu hustoty oceli. Má velkou afinitu ke kyslíku a při vystavení vzduchu vytváří na povrchu ochrannou vrstvu oxidu. Hliník vizuálně připomíná stříbro, a to jak svou barvou, tak i velkou schopností odrážet světlo. Je měkký, nemagnetický a tvárný. Má jeden stabilní izotop, 27Al; tento izotop je velmi běžný a hliník je tak dvanáctým nejběžnějším prvkem ve vesmíru. Radioaktivita 26Al se využívá při radiodataci.

Chemicky je hliník post-přechodným kovem ve skupině boru; jak je u skupiny běžné, hliník tvoří sloučeniny primárně v oxidačním stavu +3. Hliníkový kation Al3+ je malý a vysoce nabitý; jako takový je polarizační a vazby hliníkové formy mají tendenci ke kovalenci. Silná afinita ke kyslíku vede ke společnému spojení hliníku s kyslíkem v přírodě ve formě oxidů; z tohoto důvodu se hliník nachází na Zemi především v horninách v kůře, kde je třetím nejrozšířenějším prvkem po kyslíku a křemíku, spíše než v plášti, a prakticky nikdy jako volný kov.

Objev hliníku oznámil v roce 1825 dánský fyzik Hans Christian Ørsted. První průmyslovou výrobu hliníku inicioval francouzský chemik Henri Étienne Sainte-Claire Deville v roce 1856. Hliník se stal mnohem dostupnější veřejnosti s Hall–Héroultovým procesem vyvinutým nezávisle francouzským inženýrem Paulem Héroultem a americkým inženýrem Charlesem Martinem Hallem v roce 1886 a masová výroba hliníku vedla k jeho rozsáhlému využití v průmyslu a každodenním životě. V první a druhé světové válce byl hliník zásadním strategickým zdrojem pro letectví. V roce 1954 se hliník stal nejprodukovanějším neželezným kovem, když předčil měď. V 21. století bylo nejvíce hliníku spotřebováno v dopravě, strojírenství, stavebnictví a balení ve Spojených státech, západní Evropě a Japonsku.

Přes jeho prevalenci v životním prostředí není známo, že by žádný živý organismus využíval soli hliníku metabolicky, ale hliník je dobře snášen rostlinami a zvířaty. Vzhledem k hojnosti těchto solí je potenciál pro jejich biologickou roli neustále předmětem zájmu a studie pokračují.

Aplikace

Viz také: Slitina hliníku

Celosvětová produkce hliníku v roce 2016 činila 58,8 milionů metrických tun. Překonalo to jakýkoli jiný kov kromě železa (1 231 milionů metrických tun).[138][139]

Hliník je téměř vždy legován, což výrazně zlepšuje jeho mechanické vlastnosti, zejména při temperování. Například běžné hliníkové fólie a nápojové plechovky jsou slitiny z 92 % až 99 % hliníku.[140] Hlavními legujícími činidly jsou měď, zinek, hořčík, mangan a křemík (např. dural) s množstvím ostatních kovů v několika hmotnostních procentech.[141] Hliník, tvářený i litý, byl legován mimo jiné s: manganem, křemíkem, hořčíkem, mědí a zinkem.[142] Například rodina slitin Kynal byla vyvinuta britským výrobcem chemikálií Imperial Chemical Industries.

Hliníková plechovka

Hlavní použití kovového hliníku je v:

• Doprava (automobily, letadla, nákladní auta, železniční vozy, námořní plavidla, jízdní kola, kosmické lodě atd.). Hliník se používá kvůli jeho nízké hustotě;

• Obaly (plechovky, fólie, rám, atd.). Hliník se používá, protože je netoxický (viz níže), neadsorpční a odolný proti třískám;

• Stavebnictví a konstrukce (okna, dveře, obklady, stavební dráty, opláštění, střešní krytiny atd.). Protože ocel je levnější, hliník se používá tam, kde je důležitá lehkost, odolnost proti korozi nebo technické vlastnosti;

• Použití související s elektřinou (slitiny vodičů, motory a generátory, transformátory, kondenzátory atd.). Hliník se používá, protože je relativně levný, vysoce vodivý, má dostatečnou mechanickou pevnost a nízkou hustotu a odolává korozi;

• Široký sortiment domácích potřeb, od kuchyňského náčiní až po nábytek. Nízká hustota, dobrý vzhled, snadná výroba a odolnost jsou klíčovými faktory použití hliníku;

• Stroje a zařízení (zpracovatelská zařízení, trubky, nástroje). Hliník se používá kvůli své odolnosti proti korozi, nepyroforicitě a mechanické pevnosti.

• Přenosné počítačové skříně. V současnosti se jen zřídka používá bez legování[144], ale hliník lze recyklovat a čistý hliník má zbytkovou tržní hodnotu: použitý materiál nápojové plechovky (UBC) byl například použit k zapouzdření elektronických součástek notebooku MacBook Air, smartphonu Pixel 5 nebo chytrých hodinek Summit Lite.

Jaký je materiál pro solární panel?

Materiál pro solární rám je slitina hliníku 6063.

AA 6063 je slitina hliníku s hořčíkem a křemíkem jako legujícími prvky. Standard kontrolující jeho složení udržuje The Aluminium Association. Má obecně dobré mechanické vlastnosti a je tepelně zpracovatelný a svařitelný. Je podobný britské hliníkové slitině HE9.

6063 je nejběžnější slitina používaná pro vytlačování hliníku. Umožňuje vytvářet složité tvary s velmi hladkými povrchy vhodnými pro eloxování, a proto je oblíbený pro viditelné architektonické aplikace, jako jsou okenní rámy, dveřní rámy, střechy a rámy značek.

Chemické složení

Složení slitiny 6063 je: Hliník aiioy 6063

Základní prvek	Minimum (% hmotnosti)	Maximum (% hmotnosti)
hliník (Al)	97,50 %	99,35 %
Hořčík (Mg)	0,45 %	0,90 %
křemík (Si)	0,20 %	0,60 %
železo (Fe)	0	0,35 %
Chrom (Cr)	0	0,10 %
měď (Cu)	0	0,10 %
mangan (Mn)	0	0,10 %
titan (Ti)	0	0,10 %
zinek (Sn)	0	0,10 %
Ostatní	0	0,15 % celkem (0,05 % každý)

Mechanické vlastnosti:

6063-T5

T5 temper 6063 má mez pevnosti v tahu alespoň 140 MPa (20 000 psi) v tloušťce do 13 milimetrů (0,5 palce) a 130 MPa (19 000 psi) od tloušťky 13 mm (0,5 palce) a mez kluzu alespoň 9700 MPa (10,5 mil) in) a 90 MPa (13 000 psi) od 13 do 25 mm (0,5 až 1 palec). Má prodloužení 8%.

6063-T6

T6 temper 6063 má mez pevnosti v tahu alespoň 190 MPa (28 000 psi) a mez kluzu alespoň 160 MPa (23 000 psi). V tloušťkách 3,15 milimetrů (0,124 palce) nebo méně má prodloužení 8 % nebo více; v silnějších úsecích má tažnost 10 %.

Závěr

6063 se používá pro architektonickou výrobu, okenní a dveřní rámy, trubky a trubky a hliníkový nábytek. Je tedy vhodný pro použití v solárních panelech.