发展中的化学电源_ppt课件VIP

第二节化学电源,发展中的化学能源,（第二课时）,锂电池,干电池,叠层电池,纽扣电池,各类电池,一，常见的各类电池,二：化学电池,1)概念:,将化学能变成电能的装置,2)分类:,一次电池又称不可充电电池如：干电池二次电池又称充电电池蓄电池燃料电池,3)优点:,4)电池优劣的判断标准:,能量转换效率高，供能稳定可靠。,可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。,易维护，可在各种环境下工作。,比能量,符号(Ah/kg)，(Ah/L),指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少,比功率,符号是W/kg，W/L),指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小,比时间-电池的储存时间的长短,.,三、常见电池电极反应式的书写,铜锌原电池先分析正、负极，再根据负极发生氧化反应，正极发生还原反应的规律书写电极反应式。,.,及时训练,.,负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+正极（石墨）：2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O,干电池Zn-Mn普通干电池,.,锌锰碱性电池是一种新型的干电池。正极材料为MnO2,负极材料为Zn，还原产物为MnOOH,电解质是KOH溶液，总：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnOOH请写出电极反应式并分析其工作原理。,负极：Zn+2OH2e-=Zn(OH)2正极：2MnO2+2H2O+2e-=2MnO（OH）+2OH总反应：Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO（OH）,碱性Zn-Mn干电池,.,铅蓄电池,（1）电极材料及原料（2）电解质溶液（3）电极反应式：,正极：PbO2负极：Pb,H2SO4溶液,负极（Pb）:Pb-2e-+SO42-=PbSO4,Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,正极（PbO2）:PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,总反应：,.,负极：Pb+SO42-=PbSO4+2e-正极：PbO2+SO42-+4H+2e-=PbSO4+2H2O电池总反应：Pb+PbO2+2SO42-+4H+=2PbSO4+2H2O,阴极：PbSO4+2e-Pb+SO42-阳极：PbSO4+2H2OPbO2+SO42-+4H+2e-电池总反应：2PbSO4+2H2OPb+PbO2+2SO42-+4H+,铅蓄电池的放电过程原电池,铅蓄电池的充电过程电解池,铅蓄电池的充放电过程,.,把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的“能量转换器”,优点：效率高、无污染，装置可持续使用,燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池,（3）新型燃料电池,.,怎样书写燃料电池的电极反应式和总反应式？书写步骤：（1）写出燃烧反应，根据电解液改写燃料电池总反应；（2）写出正极的电极反应式(一般较简单);（3）由燃料电池总反应减去正极的电极反应式得负极的电极反应式。,正极反应一般为酸性介质碱性介质,O2+4H+4e=2H2O,O2+2H2O+4e=4OH-,（1）氢氧燃料电池,负极H2：2H2+4OH-4e-=4H2O,正极O2：O2+2H2O+4e-=4OH-,总反应：O2+2H2=2H2O,氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。碱性介质,燃料电池,2H2-4e-=4H+,O2+4H+4e-=2H2O,2H2-4e-=4H+,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H2+4OH-4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,.,（2）CH4燃料电池（碱性介质）1.燃烧总化学反应：CH4+2O2CO2+2H2O2.燃料电池总反应：3.正极：4.负极：,CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O,2O2+4H2O+8e=8OH-,CH4+10OH-8e=CO32-+7H2O,.,CH4燃料电池（酸性介质）,1、燃料电池总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O2、正极反应：O2+4H+4e-=2H2O3、负极反应：-2，得：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+,.,（3）甲醇燃料电池（酸性介质）,总反应:2CH4O+3O2=2CO2+4H2O正极的电极反应式为：3O2+12e-+12H+=6H2O负极的电极反应式为：2CH4O-12e-+2H2O=12H+2CO2,.,甲醇燃料电池（碱性介质）,总反应式：2CH4O+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O正极的电极反应式为：3O2+12e-+6H20=12OH-负极的电极反应式为：2CH4O-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O,.,（4）海水电池,1991年，我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。这种海水电池的能量比“干电池”高2050倍。电极反应式为：负极：正极：电池总反应：,4Al-12e-=4Al3+,3O2+6H2O+12e-=12OH-,4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,.,Mg,负极：2Al+8OH6e-=2AlO2-+4H2O,正极：6H2O+6e-=3H2+6OH-,2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2,电池反应式：,补充,电池的发展方向,光电池使用方便,特别是近年来微小型半导体逆变器迅速发展,促使其应用更加快捷.美,日,欧和发展中国家都制定出庞大的光伏技术发展计划,开