发展中的化学电源.ppt

1、复习：原电池原理：,1780年，伽伐尼(Galvani,L.) 青蛙抽搐实验。,原电池的雏形,理论解释 ：生物电观点,伏打对生物电观点的质疑 （Volta,A.1745-1827）,1800年建立伏打电堆模型。,伏打电池是 实用电池的开端。,电池的广泛应用,发展中的化学电源,化学能与电能（第二课时） 高级中学 洪波,1、干电池,干电池是一种伏打电池,利用某种吸收剂(如木屑或明胶)使内含物成为不会外溢的糊状。常用作手电筒照明、收音机等的电源。,酸性锌锰干电池是最早进入市场的实用电池,（1）普通锌锰干电池,电池多种多样，其实质和原理是都是通过氧化还原反应将化学能转变成电能。,（1）锌锰干电池的结构

2、特点,负极（锌筒）： 正极（石墨）：,总反应：,电极反应：,Zn -2e = Zn2+,2NH4 + + 2e = 2NH3 + H2 ,Zn + 2NH4 + =Zn2+ + +2NH3 + H2 ,优点：制作简单、价格便宜。,缺点：放电时间短，电压下降快。,42 学与问：,注意：使用完毕要及时从用电器中取出、不可久置、应保存在阴凉干燥处,碱性锌锰电池：电解液由NH4Cl换为KOH,（2）碱性干电池,碱性电池是个人音响、照相机等地首选电源。,碱性电池,电解液: 中性NH4Cl碱性KOH（离子导电性更好） 负极：锌片锌粉（反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高）,优点：比能量和储存时间有所提高

3、，适用于 大电流和连续放电,（3）纽扣电池 （Ag-Zn电池）,总反应： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag,用途：电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等,2、充电电池,1、充电电池：氧化还原反应在充电时可以逆向进行。,2、充电电池又称二次电池，能够重复使用至一定的周期。,手机专用电池,摄像机专用电池,笔记本电脑专用电池,用途：目前汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池，它还广泛用于国防、生产、生活等领域。,铅蓄电池：最早使用的充电电池。,（1）铅蓄电池,铅蓄电池工作原理,原电池反应：PbO2 + 2H2SO4 + Pb = 2PbSO4 + 2H2O,（3）锂离子电池,锂离子电池是新一代

4、可充电的绿色电池。 特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。 用途：现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机、手表、心脏起搏器等低功耗电器的主流。,笔记本电脑专用电池,总反应： Li MnO2 LiMnO2,（3） 镍镉电池,特点：体积小，便于携带。可重复使用500 次以上。寿命比铅蓄电池长。,镉有致癌作用，有被镍氢电池取代的趋势。,H2+NiO(OH)2 Ni(OH)2+H2O,放电,充电,镍 镉 电 池,电极反应：（KOH为电解液）,用途：广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、 电动剃须刀等。,2NiO(OH) + 2H2O + Cd 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2,放电,充电,电

5、池中含有大量的重金属如锌、铅、镉、汞、锰等。据专家测试，一节纽扣电池能污染60万升水；一节一号电池烂在地里，能使一平方米的土地失去利用价值。若将废旧电池混入生活垃圾一起填埋，渗出的重金属物质就会渗透土壤、污染地下水，进而进入鱼类、农作物等，破坏人类的生存环境，间接威胁到人类的健康，有的还能致癌。所以我们不要乱扔电池，要及时回收。,废旧电池的回收利用,3、燃料电池高效、环境友好的化学电池,它的电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极， 活性炭电极等。 (例如：CH3OH和O2的燃料电池，CH4和O2的燃料电池),燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。,小

6、型高性能燃料电池,氢氧燃料电池,正负极材料 正极：通氧气（氧化剂） 负极：通氢气（燃料） 电解质：H2SO4溶液/NaOH溶液/Na2SO4溶液 电极：使用铂电极或者多孔性碳,练习：1969年美国“阿波罗11号”登月成功。飞船上使用的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。 1、a是 极， b是 极,2、外电路电子流向：,负,正,ab,练习：1991年，我国首创以铝空气海水为能源的 新型电池，称之为海洋电池。它是一种无污染、长效、 稳定可靠的电源。它靠海水中的溶解氧与铝反应产生 电能的。为获得海水中只含有0.5%的溶解氧，科学家 把正极制成仿鱼鳃的网状结构，以增大表面积，吸收 海水中的微量溶解氧。这些氧在海水电解液作用下与 铝反应，源源不断地产生电能。 总反应式：4Al3O2十6H2O4Al(OH)3,特点：海洋电池本身不含电解质溶液 和正极活性物质，不放入海洋 时，铝极就不会在空气中被氧 化，可以长期储存。,练习：写出甲烷燃料电池（电解质溶液为氢氧化钾溶液）的总方程式：,总反应：CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O,反应后溶液的pH如何变化？,PH值降低,化学电池,干电池（一次电池）,充电电池（二次电池）,燃料电池,碱性锌锰电池,铅蓄电池（Pb-PbO2-H2SO