从科学的角度出发来探讨电池技术及其带来的机遇-朗盛.PDF

从科学的角度出发来探讨电池技术及其带来的从科学的角度出发来探讨电池技术及其带来的 从科学的角度出发来探讨电池技术及其带来的从科学的角度出发来探讨电池技术及其带来的 机遇机遇 机遇机遇 Martin Winter教授 明斯特大学 2012年9月6 日，上海 朗盛中国机动化日– 可持续科技引领中国未来 2012年9月6 日，中国上海 科学角度看电池技术及其带来的机遇科学角度看电池技术及其带来的机遇 科学角度看电池技术及其带来的机遇科学角度看电池技术及其带来的机遇 马丁马丁• 温特教授温特教授 马丁马丁 温特教授温特教授 明斯特大学物理化学研究所及MEET电池研究中心 欧洲对电池的贡献欧洲对电池的贡献 欧洲对电池的贡献欧洲对电池的贡献 (I) 亚历山德罗·朱塞佩·安东尼奥·安纳塔西欧·伏特 (1745 - 1827) （原）电池之“父” 亚历山德罗·伏特 1791年，伏特证明当两个金属和被盐水浸渍的布放在一个回路中时，会产生电 流。1800年，伏特将几对铜片和锌片 （即电极）堆起来，之间用被盐水浸渍的 布（电解液）分离 = 伏特电堆伏特电堆= 伏特电堆伏特电堆！！ 伏特电堆伏特电堆 伏特电堆伏特电堆！！ 伏特电堆伏特电堆 （（1791）：）： 伏特电堆伏特电堆 （（ ）：）： 实际上是金属实际上是金属-空气电池空气电池 实际上是金属实际上是金属 空气电池空气电池 伏特电池伏特电池 （暴露于空气中的氧气（暴露于空气中的氧气）） 伏特电池伏特电池 （（暴露于空气中的氧气暴露于空气中的氧气）） 氧气与铜反应，在表面形成氧化铜。. 酸性介质酸性介质@ 1.1 V: 酸性介质酸性介质 （阳极） Zn Zn2+ + 2 e- （阴极） CuO + 2H+ Cu2+ + H O 2 2+ - Cu + 2e Cu 闭合闭合 （氧化铜消耗后（氧化铜消耗后））@ 0.76V* 闭合闭合 （（氧化铜消耗后氧化铜消耗后）） （阳极） Zn Zn2+ + 2e- + - （阴极） 2 H + 2e H2 在惰性的铜中 * 由于氢气与氧气反应会发热，因此有不安全的隐患 欧洲对电池的贡献欧洲对电池的贡献 欧洲对电池的贡献欧洲对电池的贡献 (II) 约翰·威廉·里特 （1776 – 1810） 蓄电池与燃料电池技术之“父” 约翰·威廉·里特 1802年，德国自然科学家里特开发了一种可充电电池，被称为“里特” 电堆。电堆由铜电极 和盛满氯化钠溶液的纸盒构成，组成电解液/分离系统的。它用伏特电堆充电，将水电解为 氢气和氧气。然后所产生的气体在放电过程中重新结合为水。 = 第一个蓄电池和第一个氢气第一个蓄电池和第一个氢气/ 氧气原电池！氧气原电池！ 第一个蓄电池和第一个氢气第一个蓄电池和第一个氢气 氧气原电池氧气原电池！！ 终极终极“超级电池超级电池” 终极终极 超级电池超级电池 电池充一次电可以行驶1000公里吗？ …. 没有问题没有问题，，….. 只是电池会重一些只是电池会重一些：： 没有问题没有问题，， 只是电池会重一些只是电池会重一些：： 1 0 0