发展中的化学电源_ppt.ppt

CH4燃料电池（酸性介质） （3）甲醇燃料电池（酸性介质） 甲醇燃料电池（碱性介质） 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,开发方向是大幅度提高光电池转换效率和稳定性,降低成本,不断扩大产 业.目前已有80多个国家和地区形 * * 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 发展中的化学能源 （第二课时） 二：发展中的化学电源 1)概念: 将化学能变成电能的装置 2)分类: ①一次电池又称不可充电电池——如：干电池 ②二次电池又称充电电池——蓄电池 ③燃料电池 3)优点: ①能量转换效率高，供能稳定可靠。 ②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。 ③易维护，可在各种环境下工作。 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 1.干电池 （1）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 + 2OH－－2e- = Zn(OH)2 正极：2MnO2 + 2H2O + 2 e- = 2MnO（OH） + 2OH－ 总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = Zn(OH)2 + 2MnO（OH） （2）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-+ SO4 2 - =PbSO4 Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4 +2H2O 正极（PbO2）: PbO2+4H++SO42 -+ 2e-= PbSO4 +2H2O 总反应： 2.充电电池 铅蓄电池 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 放电 充电 2 PbSO4 + 2H2O PbO2 + Pb + 2H2SO4 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①酸性介质 ②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 正极 正极 正极 负极 碱性 负极 中性 负极 酸性 电池反应： 介质 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2H2 +Ｏ２ = 2H2O （2）CH4燃料电池（碱性介质） 1.燃烧总化学反应： CH4+2O2→CO2+2H2O 2.燃料电池总反应： 　　 3.正极： 4.负极： CH4+2OH-+2O2 = CO3 2 -+3H2O 2O2+4H2O+8e－= 8OH- CH4+10OH--