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1、第四章,氧化還原反應(yīng)與電極電勢,補(bǔ)充:化學(xué)電源,化學(xué)電源分類,一次電池,電池中的反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)行一次電化學(xué)反應(yīng)放電之后,就不能再次利用,如干電池、紐扣電池。,這種電池造成嚴(yán)重的材料浪費(fèi)和環(huán)境污染。,金屬封頂蓋,封口紙,頸圈紙,金屬外殼,絕緣紙筒,電芯紙托,底紙,金屬底板(),鋅筒,電解液 NH4Cl ,水 ZnCl2 ,淀粉,電芯 (MnO2 , C, NH4Cl ,水),(+)碳電極,一次電池結(jié)構(gòu)示意圖,燃料電池,又稱為連續(xù)電池,以氧氣作為正極反應(yīng)物質(zhì)組成燃料電池。,一般以天然燃料或其他可燃物質(zhì)如氫氣、甲醇、天然氣、煤氣等作為負(fù)極的反應(yīng)物質(zhì)。,氫氧燃料電池,H2 ( pH2) | H+ 或 OH
2、- (aq) | O2 ( pO2),氧電極:O2+4H+4e - 2H2O,氫電極:2H2( pH2) 4H+ + 4e -,凈反應(yīng):2H2( pH2) + O2 = 2H2O,在pH 114范圍內(nèi),標(biāo)準(zhǔn)電動勢 1.229 V,多孔電極,離子交換膜,氫氧燃料電池示意圖,燃料電池的優(yōu)點(diǎn):,1.高效,化學(xué)能,熱能,機(jī)械能,化學(xué)能,電能,機(jī)械能, 30%, 80%,2.環(huán)境友好,不排放有毒的酸性氧化物,CO2比熱電廠少40%,,3.質(zhì)量輕,比能量高,用于航天事業(yè)、汽車工業(yè)、應(yīng)急電源等,是21世紀(jì)首選的清潔能源。,產(chǎn)物水可利用,無噪音。,4.穩(wěn)定性好,可連續(xù)工作,可積木式組裝,可移動,氫氧燃料電池的
3、難點(diǎn):,氫氣的儲存,液氫要求高壓、低溫,有危險性,鋼瓶儲氫,可使用氫氣只占鋼瓶質(zhì)量的1%,同樣有危險性,研制儲氫金屬和其他儲氫材料,研制用太陽能制備氫氣,蓄電池,又稱為二次電池,可充電電池 。,這種電池放電后可以充電,使活性物質(zhì)基本復(fù)原,可以重復(fù)、多次利用。,如常見的鉛蓄電池和鋰離子電池等。,Li 離子電池的工作原理,負(fù)極: 石墨,焦炭,正極:,負(fù)極反應(yīng),正極反應(yīng),總反應(yīng),Li 離子電池的工作原理,負(fù)極,正極,鋰原子,石墨,Li 離子電池又稱為搖椅電池,Li離子電池的優(yōu)點(diǎn):,1. 通訊,如手機(jī);,Li離子電池的用途:,1. 質(zhì)量輕(從金屬殼到塑料殼),能量密度大;,2. 優(yōu)良、安全,有防暴閥,環(huán)境污染較?。?3. 比能量高,循環(huán)壽命長;,4. 電壓較
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