发展中的化学电源PPT课件

1、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

2、时间的长短,.,4,三、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。,.,5,及时训练,.,6,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,.,7,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

3、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 + 2 e- = 2MnO（OH） + 2OH 总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO（OH）,碱性Zn- Mn干电池,.,8,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-+ SO4 2 - =PbSO4,Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O,正极（PbO2）: PbO2+4H+SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2

4、O,总反应：,.,9,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+ 2H2O PbO2+SO42-+4H+2e- 电池总反应：2PbSO4+2H2O Pb+ 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,.,10,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

5、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,.,11,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

6、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-,.,14,（2）CH4燃料电池（碱性介质） 1.燃烧总化学反应： CH4+2O2CO2+2H2O 2.燃料电池总反应： 3.正极： 4.负极：,CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O,2O2+4H2O+8e= 8

7、OH-,CH4+10OH-8e= CO32-+7H2O,.,15,CH4燃料电池（酸性介质）,1、燃料电池总反应： CH4+2O2=CO2+2H2O 2、正极反应：O2+4H+4e-=2H2O 3、负极反应：-2，得： CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+,.,16,（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,.,17,甲醇燃料电池（碱性介质）,总反应式： 2CH4O + 3O2 +4KOH = 2K

8、2CO3 + 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,.,18,（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-= 4Al 3+,3O2+ 6H2O +12e-= 12 OH -,4Al+3O2+ 6H2O = 4Al (OH)3,.,19,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