發(fā)展中的化學(xué)電源_ppt

1、發(fā)展中的化學(xué)能源（第二課時）鋰電池鋰電池干電池干電池疊層電池疊層電池紐扣電池紐扣電池各各類類電電池池一，常見的各類電池一，常見的各類電池二：化學(xué)電池二：化學(xué)電池1)概念概念:將化學(xué)能變成電能的裝置將化學(xué)能變成電能的裝置2)分類分類:一次電池又稱不可充電電池一次電池又稱不可充電電池如：干電池如：干電池二次電池又稱充電電池二次電池又稱充電電池蓄電池蓄電池燃料電池燃料電池3)優(yōu)點優(yōu)點:4)電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn):能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便。和電池組

2、，使用方便。易維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。易維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。比能量比能量 符號符號(Ah/kg)，(Ah/L)指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少比功率比功率符號是符號是W/kg，W/L)指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小比時間比時間-電池的儲存時間的長短電池的儲存時間的長短三、常見電池電極反應(yīng)式的書寫銅鋅原電池 先分先分析正、負(fù)極，再根據(jù)負(fù)極析正、負(fù)極，再根據(jù)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)的規(guī)律書寫電極還原反應(yīng)的規(guī)律書寫電極反應(yīng)式。反應(yīng)式。2H+2e-H2負(fù)極：

3、負(fù)極：總反應(yīng)：總反應(yīng)：正極正極：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2負(fù)極（鋅筒）：負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+正極（石正極（石墨）：復(fù)雜墨）：復(fù)雜干電池 Zn- Mn普通普通干電池干電池鉛蓄電池鉛蓄電池（1）電極材料及原料）電極材料及原料（2）電解質(zhì)溶液）電解質(zhì)溶液（3）電極反應(yīng)式：）電極反應(yīng)式：正極：正極：PbO2 負(fù)極：負(fù)極：PbH2SO4溶液溶液負(fù)極（負(fù)極（Pb）: Pb- 2e-+ SO4 2 - =PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O正極（正極（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O總反應(yīng)：總反應(yīng)：負(fù)

4、極：負(fù)極：Pb+SO42- =PbSO4+2e-正極：正極：PbO2+SO42-+4H+2e - =PbSO4+ 2H2O 電池總反應(yīng)：電池總反應(yīng)：Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ =2PbSO4+2H2O陰極：陰極： PbSO4 +2e- Pb+SO42- 陽極：陽極： PbSO4+ 2H2O PbO2+SO42-+4H+2e- 電池總反應(yīng)：電池總反應(yīng)：2PbSO4+2H2O Pb+ PbO2+2SO42- +4H+ 鉛蓄電池的放電過程鉛蓄電池的放電過程原電池原電池鉛蓄電池的充電過程鉛蓄電池的充電過程電解池電解池放電放電充電充電2 PbSO4 + 2H2OPbO2 + Pb + 2H

5、2SO4鉛蓄電池的充放電過程鉛蓄電池的充放電過程 把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器能量轉(zhuǎn)換器”優(yōu)點：優(yōu)點：效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用效率高、無污染，裝置可持續(xù)使用 燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時，不斷從外界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池界輸入，同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池 （3）新型燃料電池）新型燃料電池（1）氫氧燃料電池）氫氧燃料電池負(fù)極負(fù)極H H2 2：2 2H2+4OH- -4e- =4H2O 正極正極O

6、O2 2：O O2+2+2H2O +4e- =4OH- 總反應(yīng)：總反應(yīng)： O O2+2+2H2 =2H2O氫氧燃料電池是一種新型的氫氧燃料電池是一種新型的化學(xué)電池，其構(gòu)造如圖示：化學(xué)電池，其構(gòu)造如圖示：兩個電極均由多孔性碳制成，兩個電極均由多孔性碳制成，通入的氣體由孔隙逸出，并通入的氣體由孔隙逸出，并在電極表面放電。堿性介質(zhì)在電極表面放電。堿性介質(zhì)燃燃 料料 電電 池池介質(zhì)電池反應(yīng)： 2H2 + = 2H2O 酸性負(fù)極正極中性負(fù)極 正極堿性負(fù)極正極2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-2

7、H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- （2）CH4燃料電池（堿性介質(zhì)）燃料電池（堿性介質(zhì)）1.燃燒總化學(xué)反應(yīng)燃燒總化學(xué)反應(yīng)： CH4+2O2CO2+2H2O2.燃料電池總反應(yīng)：燃料電池總反應(yīng)：3.正極：正極：4.負(fù)極：負(fù)極：CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O2O2+4H2O+8e= 8OH-CH4+10OH-8e= CO32-+7H2OCH4燃料電池（燃料電池（酸性介質(zhì)）酸性介質(zhì)）1 1、燃料電池總反應(yīng)：、燃料電池總反應(yīng)： CHCH4 4+2O+2O2 2=CO=CO2 2+2H+2H2 2O O 2 2、正極反應(yīng)：、正極反應(yīng)：

8、O O2 2+4H+4H+ +4e+4e- -=2H=2H2 2O O 3 3、負(fù)極反應(yīng)：負(fù)極反應(yīng)：- -2 2，得：，得： CH CH4 4-8e-8e- -+2H+2H2 2O=COO=CO2 2+8H+8H+ +NaOH溶液溶液 AlMg負(fù)極：負(fù)極：2Al+8OH6e-=2AlO2-+4H2O正極：正極：6H2O+6e-=3H2+6OH-2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2電池反應(yīng)式：電池反應(yīng)式：補充電池的發(fā)展方向電池的發(fā)展方向 光電池使用方便光電池使用方便, ,特別是近年來特別是近年來 微小型半導(dǎo)體逆變微小型半導(dǎo)體逆變器迅速發(fā)展器迅速發(fā)展, ,促使其應(yīng)用更加快捷促使其應(yīng)用更加快捷. .美美, ,日日, ,歐和發(fā)展歐和發(fā)展中國家都制定出龐大的中國家都制定出龐大的 光伏技術(shù)發(fā)展計劃光伏技術(shù)發(fā)展計劃, ,開發(fā)方開發(fā)方向是大幅度提高光電池轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性向是大幅度提高光電池轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性, ,降低成降低成本本, ,不斷擴大產(chǎn)不斷擴大產(chǎn) 業(yè)業(yè). .目前已有目前已有8080多個國家和地區(qū)形多個國家