陜西省西安高新一中高二化學(xué)課件選修化學(xué)電源

陜西省西安高新一中高二化學(xué)課件選修化學(xué)電源匯報時間：2024-01-13匯報人：XX目錄課程介紹與背景原電池與電解池基礎(chǔ)一次電池與二次電池燃料電池與綠色能源化學(xué)電源實驗技能培養(yǎng)化學(xué)電源前沿科技與展望課程介紹與背景01010203通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將深入了解化學(xué)電源的基本原理，包括電池、燃料電池、太陽能電池等的工作原理和性能特點。深入了解化學(xué)電源的基本原理學(xué)生將學(xué)習(xí)化學(xué)電源在實際應(yīng)用中的技術(shù)，如電池的設(shè)計與制造、電源管理系統(tǒng)的設(shè)計等。掌握化學(xué)電源的應(yīng)用技術(shù)本課程將通過實驗、案例分析等方式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和實踐能力，使學(xué)生能夠運用所學(xué)知識解決實際問題。培養(yǎng)創(chuàng)新思維和實踐能力選修化學(xué)電源課程目的電池01電池是化學(xué)電源的一種，廣泛應(yīng)用于手機、筆記本電腦、電動汽車等領(lǐng)域。本課程將介紹電池的工作原理、性能特點以及應(yīng)用領(lǐng)域。燃料電池02燃料電池是一種將燃料和氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。本課程將介紹燃料電池的工作原理、類型以及在交通、航天等領(lǐng)域的應(yīng)用。太陽能電池03太陽能電池是利用光電效應(yīng)或者光化學(xué)效應(yīng)直接把光能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。本課程將介紹太陽能電池的工作原理、性能特點以及在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用?；瘜W(xué)電源在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用本課程共分為六個部分，包括化學(xué)電源概述、電池、燃料電池、太陽能電池、化學(xué)電源的應(yīng)用技術(shù)以及課程總結(jié)。每個部分都包含相應(yīng)的理論學(xué)習(xí)和實驗操作。課程安排學(xué)生需要具備一定的化學(xué)基礎(chǔ)知識，如電化學(xué)基礎(chǔ)、化學(xué)反應(yīng)原理等。同時，學(xué)生需要積極參與課堂討論和實驗操作，完成相應(yīng)的作業(yè)和實驗報告。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠掌握化學(xué)電源的基本原理和應(yīng)用技術(shù)，具備運用所學(xué)知識解決實際問題的能力。學(xué)習(xí)要求課程安排與學(xué)習(xí)要求原電池與電解池基礎(chǔ)0201工作原理02組成原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。當(dāng)兩種不同的金屬（或金屬與非金屬）浸入電解質(zhì)溶液中時，由于金屬之間的電勢差，電子會從電勢較低的金屬流向電勢較高的金屬，從而形成電流。原電池由正極、負極、電解質(zhì)溶液和導(dǎo)線等組成。其中，正極是電勢較高的金屬，負極是電勢較低的金屬，電解質(zhì)溶液提供離子導(dǎo)電的媒介，導(dǎo)線則用于連接正極和負極，形成閉合回路。原電池工作原理及組成電解池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。當(dāng)直流電通過電解質(zhì)溶液時，溶液中的陽離子會向陰極移動，陰離子會向陽極移動，從而在兩極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，形成新的物質(zhì)。工作原理電解池由陽極、陰極、電解質(zhì)溶液和電源等組成。其中，陽極是發(fā)生氧化反應(yīng)的電極，陰極是發(fā)生還原反應(yīng)的電極，電解質(zhì)溶液提供離子導(dǎo)電的媒介，電源則提供電能。組成電解池工作原理及組成原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽娊獬厥菍㈦娔苻D(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能。能量轉(zhuǎn)換方向不同在原電池中，正極發(fā)生還原反應(yīng)，負極發(fā)生氧化反應(yīng)；而在電解池中，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。電極反應(yīng)不同在原電池中，電子從負極流向正極；而在電解池中，電子從陽極流向陰極。電子流向不同原電池廣泛應(yīng)用于各種電池、燃料電池等；而電解池則應(yīng)用于電鍍、電解精煉、電冶金等領(lǐng)域。應(yīng)用不同原電池與電解池比較一次電池與二次電池0301堿性鋅錳電池以氫氧化鉀為電解液，具有容量大、放電電流大、不易漏液等優(yōu)點。02鋅銀電池以銀的氧化物為正極，鋅為負極，具有比能量高、放電電壓平穩(wěn)、耐儲存等優(yōu)點。03鋰電池以鋰為負極，具有工作電壓高、比能量大、自放電小、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點。一次電池種類及特點以鉛及其氧化物為電極材料，硫酸溶液為電解液，具有電壓穩(wěn)定、價格便宜等優(yōu)點。鉛蓄電池鎳鎘電池鋰離子電池以氫氧化鎳和金屬鎘為電極材料，具有大電流放電特性好、耐過充和過度放電等優(yōu)點。以鋰的化合物為電極材料，具有工作電壓高、比能量大、自放電小、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點。030201二次電池種類及特點結(jié)構(gòu)主要由正極、負極、隔膜和電解液組成。正極材料一般為鋰的化合物，負極材料為石墨或類似石墨結(jié)構(gòu)的碳材料，隔膜為聚烯烴多孔膜，電解液為有機溶劑溶解的鋰鹽。工作原理充電時，正極上的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極，負極的碳呈層狀結(jié)構(gòu)，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高；放電時，嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回正極，回正極的鋰離子越多，放電容量越高。鋰離子電池結(jié)構(gòu)與工作原理燃料電池與綠色能源040102質(zhì)子交換膜燃料電池（P…采用固體聚合物電解質(zhì)，具有高效、低污染、快速啟動等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于交通、便攜式電源等領(lǐng)域。堿性燃料電池（AFC）采用堿性電解質(zhì)，具有高功率密度、高效率等優(yōu)點，但需要使用純氫作為燃料，限制了其應(yīng)用范圍。磷酸燃料電池（PAFC）采用液態(tài)磷酸作為電解質(zhì)，具有高效率、長壽命等優(yōu)點，適用于大型固定式電源。熔融碳酸鹽燃料電池（M…采用熔融碳酸鹽作為電解質(zhì)，具有高效率、燃料適應(yīng)性廣等優(yōu)點，可用于大型電站和分布式電源。固體氧化物燃料電池（S…采用固體氧化物作為電解質(zhì)，具有高效率、燃料適應(yīng)性廣、可模塊化設(shè)計等優(yōu)點，適用于各種規(guī)模的電源需求。030405燃料電池種類及特點VS氫氧燃料電池以氫氣為燃料，氧氣為氧化劑，通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。在電池內(nèi)部，氫氣在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，生成電子和質(zhì)子；氧氣在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，與電子和質(zhì)子結(jié)合生成水。電池外部則通過負載將電子從陽極傳導(dǎo)至陰極，形成電流。應(yīng)用領(lǐng)域氫氧燃料電池具有高效、環(huán)保、零排放等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于交通、航空航天、軍事等領(lǐng)域。例如，氫氧燃料電池汽車具有續(xù)航里程長、充電時間短、零排放等優(yōu)點，是未來新能源汽車的重要發(fā)展方向之一。工作原理氫氧燃料電池工作原理及應(yīng)用綠色能源種類綠色能源是指對環(huán)境友好且可再生的能源，包括太陽能、風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能等。這些能源具有儲量豐富、可再生、污染小等優(yōu)點，是未來能源發(fā)展的重要方向?？沙掷m(xù)發(fā)展意義隨著全球能源危機和環(huán)境問題的日益嚴重，發(fā)展綠色能源和推動可持續(xù)發(fā)展已成為全球共識。通過發(fā)展綠色能源產(chǎn)業(yè)，可以減少對傳統(tǒng)化石能源的依賴，降低溫室氣體排放和環(huán)境污染，促進經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展。同時，綠色能源產(chǎn)業(yè)也是未來經(jīng)濟發(fā)展的重要增長點之一，具有巨大的市場潛力和投資前景。綠色能源與可持續(xù)發(fā)展化學(xué)電源實驗技能培養(yǎng)05了解化學(xué)實驗室常見危險源及應(yīng)對措施，如化學(xué)品的分類與標(biāo)識、火災(zāi)、爆炸、中毒等事故的預(yù)防和應(yīng)急處理。實驗安全知識掌握化學(xué)實驗基本操作規(guī)范，如實驗器材的清洗與干燥、試劑的取用與保存、廢液的處理等。實驗操作規(guī)范實驗安全知識與操作規(guī)范學(xué)習(xí)原電池的基本原理和構(gòu)造，掌握原電池的制作方法和步驟，如電極材料的選擇與處理、電解質(zhì)的配制與填充、電池的組裝與密封等。通過實驗測定原電池的電動勢、內(nèi)阻、放電曲線等性能指標(biāo)，了解電池性能的影響因素及優(yōu)化方法。原電池制作與性能測試實驗性能測試原電池制作電解水實驗掌握電解水的基本原理和實驗方法，了解電解過程中電極反應(yīng)、電解質(zhì)濃度變化等現(xiàn)象。數(shù)據(jù)分析對電解水實驗數(shù)據(jù)進行處理和分析，計算電解效率、能量轉(zhuǎn)化效率等參數(shù)，評估實驗效果并提出改進意見。電解水實驗及數(shù)據(jù)分析化學(xué)電源前沿科技與展望06具有高能量密度、長循環(huán)壽命、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備和電動汽車等領(lǐng)域。鋰離子電池通過氫氧反應(yīng)產(chǎn)生電能，具有高效、環(huán)保、節(jié)能等特點，是未來能源領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。燃料電池使用固態(tài)電解質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)，具有更高的安全性和能量密度，是下一代電池技術(shù)的重要候選者。固態(tài)電池新型化學(xué)電源研究進展

化學(xué)電源在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用前景廢棄物處理和資源化利用通過化學(xué)電源技術(shù)，將廢棄物轉(zhuǎn)化為電能或熱能加以利用，實現(xiàn)資源的有效回收和環(huán)境的改善。大氣污染治理利用化學(xué)電源驅(qū)動的移動式大氣污染治理設(shè)備，可實現(xiàn)對大氣污染物的實時監(jiān)測和有效治理。水處理化學(xué)電源在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用包括電解水制氫、電化學(xué)氧化、電滲析等技術(shù)，可用于污水處理、海水淡化等方面。隨著電動汽車等市場的不斷擴大，對電池的能量密度和充電速度提出了更高要求，未來化學(xué)電源技術(shù)將朝著更高能量密度和更快