琳瑯滿目的化學(xué)電源

1、琳瑯滿目的化學(xué)電源什么是化學(xué)電源？化學(xué)電源又稱化學(xué)電池，是一種能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的裝置，它通過化學(xué)反應(yīng)，消耗某種化學(xué)物質(zhì)，輸出電能。干電池干電池也稱一次電池，即電池中的反應(yīng)物質(zhì)在進(jìn)行一次電化學(xué)反應(yīng)放電之后就不能再次使用了。常用的有鋅錳干電池、鋅汞電池、鎂錳干電池等。鋅筒鋅筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)普通鋅錳干電池的結(jié)構(gòu)NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等 負(fù)極(Zn)：Zn2e- =Zn2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 正極(MnO2和C)：2MnO2+ 2NH4+ +2e- =2MnOOH+2NH3 （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)） 電池總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2NH4

2、Cl =2MnOOH+ ZnCl2+2NH3負(fù)極(Zn)：Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2正極(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e- =2MnOOH+2OH-電池總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O =2MnOOH+Zn(OH)2堿性鋅錳電池構(gòu)造示意圖堿性鋅錳電池構(gòu)造示意圖堿性電池堿性電池 干電池的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：使用方便、體積小、可任意組合成所需要電壓的直流電源。缺點(diǎn)：需要將廢電池集中銷毀，否則會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境。蓄電池蓄電池是可以反復(fù)使用、放電后可以充電使活性物質(zhì)復(fù)原、以便再重新放電的電池，也稱二次電池。其廣泛用于汽車、發(fā)電站、火箭等部門。由所用電解質(zhì)的酸堿性質(zhì)不同分為酸性蓄電

3、池和堿性蓄電池。負(fù)極(Pb)：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極(PbO2)：PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O 負(fù)極(Zn)：Cd + 2OH- - 2e- = Cd(OH)2正極(MnO2)：2NiOOH+2H2O+2e- =2Ni(OH)2+2OH-電池總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O =2MnOOH+Zn(OH)2蓄電池的優(yōu)缺點(diǎn)酸性蓄電池優(yōu)點(diǎn)：充放電可逆性好、放電電流大、穩(wěn)定可靠、價(jià)格便宜缺點(diǎn)：體積大，笨重。因此常用作汽車和柴油機(jī)車的啟動(dòng)電源，坑道、礦山和潛艇的動(dòng)力電源，以及變電站的備用電源堿

4、性蓄電池優(yōu)點(diǎn)：體積小，機(jī)械強(qiáng)度高、工作電壓平穩(wěn)、能大電流放電、使用壽命長和宜于攜帶缺點(diǎn)：成本較高，鎳鎘電池還具有“記憶效應(yīng)”燃料電池燃料電池是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料和空氣分別送進(jìn)燃料電池，電就被奇妙地生產(chǎn)出來。它從外表上看有正負(fù)極和電解質(zhì)等，像一個(gè)蓄電池，但實(shí)質(zhì)上它不能“儲(chǔ)電”而是一個(gè)“發(fā)電廠”。燃料電池其原理是一種電化學(xué)裝置，其組成與一般電池相同。其單體電池是由正負(fù)兩個(gè)電極以及電解質(zhì)組成。不同的是一般電池的活性物質(zhì)貯存在電池內(nèi)部，因此，限制了電池容量。而燃料電池的正、負(fù)極本身不包含活性物質(zhì)，只是個(gè)催化轉(zhuǎn)換元件。因此燃料電池是名符其實(shí)的把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電

5、能的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器。電池工作時(shí)，燃料和氧化劑由外部供給，進(jìn)行反應(yīng)。原則上只要反應(yīng)物不斷輸入，反應(yīng)產(chǎn)物不斷排除，燃料電池就能連續(xù)地發(fā)電。以氫氧燃料電池為例堿性燃料電池負(fù)極(Pt)：2H2-4e-=4H+正極(Pt)：O2+4H+4e-=2H2O電池總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O堿性燃料電池負(fù)極(Pt)：2H2-4e-+4OH-=4H2O正極(Pt)：O2+2H2O+4e-=4OH-電池總反應(yīng)：2H2+O2=2H2O燃料電池的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)化率比單純?nèi)紵剂细叩亩?，?jié)約燃料，減少污染。缺點(diǎn)成本較高，技術(shù)不夠完善。 其他類型電池海洋電池海洋電池，是以鋁合金為電池負(fù)極，金屬（Pt、Fe）網(wǎng)為正極，用

6、取之不盡的海水為電解質(zhì)溶液，它靠海水中的溶解氧與鋁反應(yīng)產(chǎn)生電能的。負(fù)極：（Al）：4Al12e-=4Al3+正極：（Pt或Fe等）：3O2+6H2O十12e-=12OH總反應(yīng)式：4Al+3O2十6H2O=4Al(OH)3海洋電池的優(yōu)點(diǎn)海洋電池本身不含電解質(zhì)溶液和正極活性物質(zhì)，不放入海洋時(shí)，鋁極就不會(huì)在空氣中被氧化，可以長期儲(chǔ)存。用時(shí)，把電池放入海水中，便可供電，其能量比干電池高2050倍。電池設(shè)計(jì)使用周期可長達(dá)一年以上，避免經(jīng)常交換電池的麻煩。即使更換，也只是換一塊鋁板，鋁板的大小，可根據(jù)實(shí)際需要而定。海洋電池沒有怕壓部件，在海洋下任何深度都可以正常工作。海洋電池，以海水為電解質(zhì)溶液，不存在污染，是海洋用電設(shè)施的能源新秀。高能電池具有高“比能量”和高“比功率”的電池稱為高能電池。所謂“比能量”和“比功率”是指控電池的單位質(zhì)量或單位體積計(jì)算電池所能提供的電能和功率。高能電池發(fā)展快、種類多。以銀鋅電池為例電子手表、液晶顯示的計(jì)算器或一個(gè)小型的助聽器等所需電流是微安或毫安級的，它們所用的電池體積很小，有“紐扣”電池之稱。它們的電極材料是Ag2O2和Zn，所以叫銀一鋅電池。電極反應(yīng)和電池反應(yīng)是：負(fù)極：Zn+20H-2e-=ZnO+ H2O正極：Ag2O+H20+2e-=2Ag+20H-電池總反應(yīng)為：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag利用上述化學(xué)反應(yīng)也可以制作大電流的電池，它具有質(zhì)