Je li aluminij dobar za solarne ploče?

Aluminij (ili aluminij na američkom engleskom i kanadskom engleskom) je kemijski element sa simbolom Al i atomskim brojem 13. Aluminij ima gustoću manju od ostalih uobičajenih metala, otprilike jednu trećinu gustoće čelika. Ima veliki afinitet prema kisiku, te stvara zaštitni sloj oksida na površini kada je izložen zraku. Aluminij vizualno podsjeća na srebro, kako po boji tako i po velikoj sposobnosti reflektiranja svjetlosti. Mekan je, nemagnetičan i duktilan. Ima jedan stabilni izotop, 27Al; ovaj je izotop vrlo čest, što aluminij čini dvanaestim najčešćim elementom u svemiru. Radioaktivnost 26Al koristi se u radiodaciji.

Kemijski, aluminij je post-prijelazni metal u skupini bora; kao što je uobičajeno za skupinu, aluminij tvori spojeve prvenstveno u +3 oksidacijskom stanju. Aluminijev kation Al3+ je malen i visoko nabijen; kao takav, on je polarizirajući, a veze aluminijskih oblika teže kovalenciji. Snažan afinitet prema kisiku dovodi do zajedničke povezanosti aluminija s kisikom u prirodi u obliku oksida; iz tog razloga, aluminij se na Zemlji prvenstveno nalazi u stijenama u kori, gdje je treći najzastupljeniji element nakon kisika i silicija, a ne u plaštu, a praktički nikad kao slobodni metal.

Otkriće aluminija najavio je 1825. danski fizičar Hans Christian Ørsted. Prvu industrijsku proizvodnju aluminija pokrenuo je francuski kemičar Henri Étienne Sainte-Claire Deville 1856. Aluminij je postao mnogo dostupniji javnosti s Hall-Héroultovim procesom koji su neovisno razvili francuski inženjer Paul Héroult i američki inženjer Charles Martin Hall 1886., a masovna proizvodnja aluminija dovela je do njegove široke upotrebe u industriji i svakodnevnom životu. U Prvom i Drugom svjetskom ratu aluminij je bio ključni strateški resurs za zrakoplovstvo. Godine 1954. aluminij je postao najproizvođeniji obojeni metal, nadmašivši bakar. U 21. stoljeću najviše aluminija potrošeno je u transportu, inženjerstvu, građevinarstvu i pakiranju u Sjedinjenim Državama, zapadnoj Europi i Japanu.

Unatoč njegovoj rasprostranjenosti u okolišu, nije poznato da niti jedan živi organizam metabolički koristi aluminijeve soli, ali biljke i životinje dobro podnose aluminij. Zbog obilja ovih soli, potencijal za njihovu biološku ulogu je od stalnog interesa, a studije se nastavljaju.

Primjena

Vidi također: Aluminijska legura

Globalna proizvodnja aluminija u 2016. iznosila je 58,8 milijuna metričkih tona. Premašio je bilo koji drugi metal osim željeza (1,231 milijun metričkih tona).[138][139]

Aluminij je gotovo uvijek legiran, što značajno poboljšava njegova mehanička svojstva, osobito kad je kaljen. Na primjer, uobičajene aluminijske folije i limenke za piće su legure od 92% do 99% aluminija.[140] Glavni agensi za legiranje su bakar, cink, magnezij, mangan i silicij (npr. duraluminij) s razinama drugih metala u nekoliko postotaka težine.[141] Aluminij, obrađeni i lijevani, legiran je između ostalog s: manganom, silicijem, magnezijem, bakrom i cinkom.[142] Na primjer, Kynal obitelj legura razvio je britanski proizvođač kemikalija Imperial Chemical Industries.

Aluminijska limenka

Glavne upotrebe metalnog aluminija su u:

• Prijevoz (automobili, zrakoplovi, kamioni, željeznička vozila, pomorska plovila, bicikli, svemirske letjelice itd.). Aluminij se koristi zbog svoje niske gustoće;

• Ambalaža (limenke, folije, okviri itd.). Aluminij se koristi jer je netoksičan (vidi dolje), ne apsorbira se i otporan je na krhotine;

• Građevinarstvo (prozori, vrata, obloge, građevinska žica, obloge, krovište itd.). Budući da je čelik jeftiniji, aluminij se koristi kada su važna lakoća, otpornost na koroziju ili tehnička svojstva;

• Upotreba vezana uz električnu energiju (slitine vodiča, motori i generatori, transformatori, kondenzatori itd.). Aluminij se koristi jer je relativno jeftin, visoko vodljiv, ima odgovarajuću mehaničku čvrstoću i nisku gustoću, te je otporan na koroziju;

• Širok asortiman kućanskih potrepština, od posuđa do namještaja. Niska gustoća, dobar izgled, jednostavnost izrade i trajnost ključni su čimbenici upotrebe aluminija;

• Strojevi i oprema (oprema za obradu, cijevi, alati). Aluminij se koristi zbog svoje otpornosti na koroziju, nepirofornosti i mehaničke čvrstoće.

• Kućišta za prijenosna računala. Trenutačno se rijetko koristi bez legure, [144] ali aluminij se može reciklirati, a čisti aluminij ima preostalu tržišnu vrijednost: na primjer, iskorišteni materijal limenke za piće (UBC) korišten je za kućište elektroničkih komponenti prijenosnog računala MacBook Air, pametnog telefona Pixel 5 ili pametnog sata Summit Lite.

Koji je materijal za solarnu ploču?

Materijal za solarni okvir je legura aluminija 6063.

AA 6063 je aluminijska legura s magnezijem i silicijem kao legirajućim elementima. Standard koji kontrolira njegov sastav održava The Aluminum Association. Općenito ima dobra mehanička svojstva i može se toplinski obraditi i zavarivati. Slična je britanskoj aluminijskoj leguri HE9.

6063 je najčešća legura koja se koristi za ekstruziju aluminija. Omogućuje oblikovanje složenih oblika s vrlo glatkim površinama pogodnim za eloksiranje i stoga je popularan za vidljive arhitektonske primjene kao što su okviri prozora, okviri vrata, krovovi i okviri znakova.

Kemijski sastav

Sastav legure 6063 je: aluminij aiioy 6063

Sastavni element	Minimalno (% težine)	Maksimalno (% težine)
Aluminij (Al)	97,50%	99,35%
magnezij (Mg)	0,45%	0,90%
Silicij (Si)	0,20%	0,60%
Željezo (Fe)	0	0,35%
Krom (Cr)	0	0,10%
Bakar (Cu)	0	0,10%
mangan (Mn)	0	0,10%
Titan (Ti)	0	0,10%
Cink (Sn)	0	0,10%
Drugi	0	0,15% ukupno (0,05% svaki)

Mehanička svojstva:

6063-T5

T5 temper 6063 ima krajnju vlačnu čvrstoću od najmanje 140 MPa (20 000 psi) u debljinama do 13 milimetara (0,5 in), i 130 MPa (19 000 psi) od 13 mm (0,5 in) debljine, i granicu tečenja od najmanje 97 MPa (14 000 psi) do 13 milimetara (0,5 in) i 90 MPa (13 000 psi) od 13 do 25 mm (0,5 do 1 in). Ima istezanje od 8%.

6063-T6

T6 temper 6063 ima krajnju vlačnu čvrstoću od najmanje 190 MPa (28 000 psi) i granicu razvlačenja od najmanje 160 MPa (23 000 psi). U debljinama od 3,15 milimetara (0,124 in) ili manje, ima istezanje od 8% ili više; u debljim presjecima ima istezanje od 10%.

Zaključak

6063 se koristi za arhitektonsku izradu, okvire prozora i vrata, cijevi i aluminijski namještaj. Stoga je dobar za korištenje u solarnim pločama.