日常生活中常見的化學電源

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上日常生活中常見的化學電源電池是指能將化學能、內(nèi)能、光能、原子能等形式的能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。最早的電池我們可以追溯到兩百年以前意大利物理學家伏打發(fā)明的伏打電池，它使人們第一次獲得了比較穩(wěn)定而持續(xù)的電流,具有劃時代的意義。在伏打電池原理和研發(fā)精神的指引下，人們通過不斷努力，開發(fā)了一代又一代的新型電池，從人們普遍使用的干電池到新型的太陽能電池、鋰聚合物電池（Li-polymer）和燃料電池等等，不僅在電池容量、體積、使用方便程度等方面有很大突破，更重要的是在這些新型電池的研發(fā)過程中，滲透著人們強烈的綠色環(huán)保意識。化學電源品種繁多，大體可分為三類：1.一次電池（1）鋅錳電

2、池干電池 普遍用在手電和小型器械上的干電池，外殼鋅片作負極，中間的碳棒是正極，它的周圍用石墨粉和二氧化錳粉的混合物填充固定，正極和負極間裝入氯化鋅和氯化銨的水溶液作為電解質(zhì)，為了防止溢出，與淀粉制成糊狀物。其電極反應式為：負極：Zn-2e- = Zn2+           正極：2 NH4+2e-=2NH3+H2產(chǎn)生的NH3和Zn2+作用：Zn2+4NH3 = Zn(NH3)42+ 產(chǎn)生的H2和MnO2作用：H2+2MnO2 = Mn2O3+H

3、2O總反應式為：2Zn+4MnO2+4NH4Cl= Zn(NH3)4Cl2+ ZnCl2+2Mn2O3+2H2OZn+2MnO2+2 NH4Cl= Zn(NH3)2Cl2+ 2MnO(OH) 或Zn+2 NH4+= Zn2+2NH3+H2電池中MnO2的作用是將正極上NH4+還原生成的H2氧化成為水，以免產(chǎn)生H2附在石墨表面而增加電池內(nèi)阻。由于反應中鋅筒不斷消耗變薄，且有液態(tài)水生成，故電池用久后會變軟。新制干電池的電動勢為1.5V，這樣的干電池是“一次”電池，不能充電再生。（2）銀鋅電池鈕扣電池  鈕扣電

4、池最常見的為微型的AgZn電池，它用不銹鋼制成一個由正極殼和負極殼蓋組成的小圓盒。盒內(nèi)靠正極殼一端充由Ag2O和石墨組成的正極活性材料，負極蓋一端填充ZnHg合金作負極活性材料，電解質(zhì)溶液為KOH。該電池使用壽命較長，廣泛用于電子表和電子計算機。其電極分別為Ag2O和Zn，電解質(zhì)為KOH溶液。其電極反應式為：負極：Zn+2OH-2e- = ZnO+H2O          正極：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-總反應式為：Zn+ Ag2O= Zn

5、O+2Ag（3）高能電池鋰電池  該電池是20世紀70年代研制出的一種高能電池。由于鋰的相對原子質(zhì)量很小，所以比容量（單位質(zhì)量電極材料所能轉(zhuǎn)換的電量）特別大，使用壽命長，適用于動物體內(nèi)（如心臟起搏器）。因鋰的化學性質(zhì)很活潑，所以其電解質(zhì)溶液應為非水溶劑。如作心臟起搏器的鋰碘電池的電極反應式為：負極：2Li-2e- =2Li+          正極：I2+2e-=2I-總反應式為：2Li+I2=2LiI（4）海水鋁電池  該電池是1991年我國首

6、創(chuàng)以“鋁-空氣-海水”電池為能源的新型航海標志燈。這種燈以海水為電解質(zhì)溶液，靠空氣中氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流，只要把燈放入海水中就能發(fā)出耀眼的閃光，其能量比干電池高2050倍。其電極反應式為：負極：4Al-12e- =4Al3+          正極：3O2+6H2O+12e-=12OH-總反應式為：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3 2、蓄電池：可以多次反復使用，放電后可以充電復原，又稱二次電池。（1）鉛蓄電池  蓄電池能夠充電再生，當其放電

7、時，發(fā)生自發(fā)反應，它起一個原電池的作用；充電時發(fā)生電解反應，起電解池的作用，可使原來的反應物再生。汽車用的鉛蓄電池是最常用的蓄電池之一。它是由間隔的海棉狀的鉛板和二氧化鉛所構(gòu)成，并浸在硫酸溶液中。當電池放電時，發(fā)生下列反應：負極：Pb+SO42-2e- = PbSO4         正極：PbO2 +4H+ SO42-+2e- = PbSO4+2H2O總反應式為：PbPbO22H2 SO42Pb SO42H2O（2） 堿性鎳鎘電池 &

8、#160;該電池以Cd和NiO(OH) 作電極材料，NaOH作電解質(zhì)溶液。其電極反應式為： 負極：Cd+2OH-2e- =Cd(OH)2    正極：2NiO(OH)+2H2O +2e-=2Ni(OH)2+2OH-總反應式為：Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2  + 2Ni(OH)2 從上述兩種蓄電池的總反應式可看出，鉛蓄電池在放電時除消耗電極材料外，同時還消耗電解質(zhì)硫酸，使溶液中的自由移動的離子濃度減小，內(nèi)阻增大，導電能力降低。而鎳鎘電池在放電時只消耗水，電解質(zhì)溶液中自由移動的離子濃度不會

9、有明顯變化，內(nèi)阻幾乎不變，導電能力幾乎沒有變化。3、燃料電池：又稱連續(xù)電池，一般以天然燃料或其它可燃物質(zhì)如H2、CH4等作為負極反應物質(zhì)，以O(shè)2作為正極反應物質(zhì)而形成的。燃料電池體積小、質(zhì)量輕、功率大，是正在研究的新型電池之一。（1）氫氧燃料電池  主要用于航天領(lǐng)域，是一種高效低污染的新型電池，一般用金屬鉑（是一種惰性電極，并具有催化活性）或活性炭作電極，用40%的KOH溶液作電解質(zhì)溶液。其電極反應式為：負極：2H2 + 4OH-4e- = 4H2O       &

10、#160; 正極：O2 + 2H2O +4e- = 4OH-總反應式為：2H2 + O2 = 2H2O（2）甲醇燃料電池 是最近摩托羅拉公司發(fā)明的一種由甲醇和氧氣以及強堿作為電解質(zhì)溶液的新型手機電池，電量是現(xiàn)有鎳氫電池或鋰電池的10倍。其電極反應式為： 負極：2CH4O + 16OH- -12e-=2CO32-+12H2O     正極：3O2 + 6H2O +12e-

11、0;= 12OH-總反應式為：2CH4O + 3O2 +4OH-=2CO32-+ 6H2O（3）固體氧化物燃料電池  該電池是美國西屋公司研制開發(fā)的，它以固體氧化鋯氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許O2-在其間通過。其電極反應式為：負極：2H2 + 2O2-4e- = 2H2O     正極：O2 +4e- = 2O2-總反應式為：2H2 + O2 = 2H2

12、O 廢電池的危害 一般的電池主要成分為碳棒、碳粉、鋁皮、包裝紙，其中含有鐵、碳、鋅、錳、鋁等元素以及一些微量的汞、鎘、鎳等元素，雖然所含的汞、鎳含量極少，但其是重金屬，所以對人體、環(huán)境的危害卻不可估量。     （1）廢電池對人體的危害。汞是一種毒性很強的重金屬，對人體中樞神經(jīng)的破壞力很大，上世紀五十年代發(fā)生在日本的震驚中外的水俁病就是由于汞污染造成的。目前我國生產(chǎn)的含汞堿性干電池的汞含量達1%5%，中性干電池的汞含量為0.025%，我國電池生產(chǎn)消耗的汞每年就達幾十噸之多。鎘在人體內(nèi)極易引起慢性中毒，主要病癥是肺氣腫、骨質(zhì)軟化、貧血，嚴重使人體癱瘓。而鉛進入人體后最難排泄，它干擾腎功能、生殖功能。（2）廢電池對環(huán)境的危害。目前，我國的廢電池幾乎都和生活垃圾一起排出；而生活垃圾多以堆肥，焚燒，填埋三種方式處理。據(jù)檢驗，我國有的城市每噸垃圾汞含量竟高達1.75.1g，其中70%來自廢電池。當生活垃圾堆肥處理時，會因含汞等重金而影響發(fā)酵；當生活垃圾焚燒處理時，煙氣中的汞含量也高達15mg/Nm，超過世界保健機構(gòu)規(guī)定的標準60300倍；當生活垃圾填埋處理時，電池中的重金屬可能隨濾液一起滲漏出，成為污染