能源材料PPT-医学课件.ppt

二次电池及其电池组常用于较大功率放电，汽车启动、照明、点火、应急电源人造卫星、宇宙飞船。此外，二次电池组在电动车辆动力方面也显示出了广阔的应用前景。 燃料电池适合于长时间连续工作的场合，可以用于电动车辆的动力，也可以作为发电厂的发电装置，据介绍，美国的NASA曾经成功地将燃料电池应用于阿波罗飞船的登月飞行和载人航天器中。 储备电池可用作导弹的电源、心脏起搏器的电源等。 * 1.4 各类电池的简介 1.4.1 一次电池 在化学电源中，一次电池的历史最为悠久，产量最大，应用最为广泛。这种电池不能用简单的方法再生，不能充电，用后要废弃。 典型的一次电池有锌-锰电池——包括传统的勒克郎谢电池、纸板电池、碱性锌-锰电池、无汞锌-锰电池，锌-氧化汞电池、锌-空气电池。 * 1.4.2 二次电池 二次电池以铅酸蓄电池 、镉-镍电池、氢-镍电池 为其典型代表，此外固体电解质电池、锂电池、锂离子电池是非常有前途的三类二次电池，尤其是锂电池、锂离子电池既可以作为一次电池，也可以作为二次电池，最有发展前途。 * 1.4.3 激活电池 又称“贮备电池”，电池正负极活性物质和电解质在贮存期间不直接接触。激活电池在使用前处于惰性状态，使用时借助动力源作用于电解质，使电池激活，激活方式有气体激活，液体激活和热激活，一般来说，激活电池能够贮存几年甚至十几年。 * 1.4.4 燃料电池 在上一次课中，我们讲了能源材料之一 —— 原电池的情况，今天我们介绍燃料电池、光—电转换、热—电转换材料的情况。 原电池和燃料电池都属于电池，但是实际上它们具有很大的区别：原电池是能量储存装置，而燃料电池则是能量转换装置，它需要不断地通入燃料（在阳极，即负极）和氧化剂（在阴极，即正极），将氧化反应的化学能直接转换为电能，燃料电池所用的氧化剂一般为氧气或空气。 * 我们知道，原电池所能够发出的最大电能是参入电化学反应的化学反应的化学物质完全反应时所产生的电能，当全部的反应物质消耗完毕以后，原电池就不再发电了。 但是对于燃料电池来讲，如果不考虑元件的老化和故障等因素（燃料电池有一定的寿命），只要不断地向燃料电池提供燃料和氧化剂，燃料电池就能够连续不断地发出电力。 燃料电池的种类很多，关于燃料电池的分类也有很多种： * 其基本分类有两种：直接燃料电池和非直接燃料电池。 直接燃料电池是直接利用通入的燃料来发电。直接燃料电池也有直接型（一次电池，反应产物被排放掉）和再生型（二次电池，利用热再生、充电再生、光化学再生、放射化学再生的方法将反应产物再生为反应物）。 非直接燃料电池是指所通入的燃料并不被燃料电池直接使用，需要进一步加工处理，其产物才能够被燃料电池所使用。它也有两种类型；一种是“重整型”燃料电池，是指对有机燃料加工使其转变为氢气，而后被燃料电池直接使用；另一种是“生化型”燃料电池，生化物质在一些酶的作用下转换为氢气，而后被燃料电池直接使用。 * 燃料电池按照工作温度的高低可以分为低温燃料电池[包括氢 - 氧、有机物 - 氧、氮化物（氨、肼等）- 氧、金属 - 氧、氢 -卤素、金属 - 卤素等型式的燃料电池]、中温燃料电池（包括氢 - 氧、有机物 - 氧、氨 - 氧）、高温燃料电池（包括氢 - 氧、CO - 氧）、超高温燃料电池。它们所对应的工作温度范围分别为25℃ ~ 100℃；100℃ ~ 500℃；500℃ ~ 1000℃和1000℃以上。 * 按照电解质的不同，燃料电池又可以分为五大类：碱性燃料电池（简称AFC，Alkaline Fuel Cell）、磷酸燃料电池（简称PAFC，Phosphorous Acid Fuel Cell）、熔融碳酸盐燃料电池（简称MCFC，Molten Carbonate Fuel Cell）、固体氧化物燃料电池（简称SOFC，Solid Oxide Fuel Cell）、质子交换膜燃料电池（简称PEMFC，Proton Exchange membrane Fuel Cell）。另外，关于直接甲醇燃料电池（简称DMFC，Direct Methanol Fuel Cell）由于它所使用的电解质是质子交换膜，所以人们一般将它归类为质子交换膜燃料电池。下表是这五大类燃料电池的主要特性与用途。 * 电池类型_简称 AFC PAFC MCFC SOFC PEMFC 电解质 KOH 磷酸 Li2CO3-K2CO3 Y