1、五、化学电源,1、干电池,普通锌锰干电池的简称，在一般手电筒中使用锌锰干电池，是用锌皮制成的锌筒作负极兼做容器，中央插一根碳棒作正极，碳棒顶端加一铜帽。在石墨碳棒周围填满二氧化锰和炭黑的混合物，并用离子可以通过的长纤维纸包裹作隔膜，隔膜外是用氯化锌、氯化铵和淀粉等调成糊状作电解质溶液；电池顶端用蜡和火漆封口。在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2作去极化剂?(吸收正极放出的H2，防止产生极化现象，即作去极剂)，淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。,电极反应式,负极 : Zn2 e- Zn2+ 正极 :2 NH4+2 e- 2NH3H2 或：2 NH4
2、+ +2MnO22 e-2NH3 Mn2O3 +H2O 总电池反应： Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Mn2O3 + 2NH3 + Zn2+ +H2O,1、干电池,2.碱性锌锰干电池,碱性电池亦称为碱性干电池、碱性锌锰电池、碱锰电池，是锌锰电池系列中性能最优的品种。适用于需放电量大及长时间使用。电池内阻较低，因此产生之电流较一般锰电池为大，而环保型含汞量只有0.025%，无须回收。 碱性电池上一般注有dont recharge(不可充电),正极：MnO2 负极：Zn 电解质：KOH 溶液 负极：Zn-2e-+ 2OH- = Zn（OH）2 正极：2MnO2+2H2O+2e-=2MnO
3、（OH)+2OH- 总反应式： 2MnO2+Zn+2H2O=2MnO（OH)+Zn（OH）2,2.碱性锌锰干电池,3.铅蓄电池,铅蓄电池可放电亦可充电，具有双重功能。它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，用含锑5%8%的铅锑合金铸成格板，在正极格板上附着一层PbO2，负极格板上附着海绵状金属铅，两极均浸在一定浓度的硫酸溶液,密度为1.251.28 g / cm3的硫酸溶液中，且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开。,3.铅蓄电池,放电时 负极： Pb _ 2e- SO42- PbSO4 正极： PbO24H+2e- SO42- PbSO4+2H2O 总反应式： Pb+PbO2+2H2SO4= 2Pb
4、SO4+ 2H2O。,3.铅蓄电池,4.锂电池,锂电池是金属锂作负极，石墨作正极，无机溶剂亚硫酰氯（SO2Cl2）在炭极上发生还原反应。电解液是由四氯铝化锂（LiAlCl4）溶解于亚硫酰氯中组成。它的总反应是锂与亚硫酰氯发生反应，生成氯化锂、亚硫酸锂和硫。 8Li3SO2Cl26LiClLi2SO32S 锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其它金属作负极相比较，能在较小的体积和质量下放出较多的电能，放电时电压十分稳定，贮存时间长，能在216.3344.1K的温度范围内工作，使用寿命大大延长。锂电池是一种高能电池，它具有质量轻、电压高、工作效率高和贮存寿命长的优点，因而已用于电
5、脑、照相机、手表、心脏起博器上，以及作为火箭、导弹等的动力资源 。常用于心脏起搏器和火箭的一种微型电池是锂电池。这种电池容量大，电压稳定，能在56.771.1的温度范围内正常工作。,5.新型燃料电池,燃料电池是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池，所以燃料电池也是化学电源。它与其它电池不同，它不是把还原剂、氧化剂物质全部贮存在电池内，而是在工作时，不断地从外界输入，同时把电极反应产物不断排出电池。因此，燃料电池是名符其实地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”。燃料电池的正极和负极都用多孔炭和多孔镍、铂、铁等制成。从负极连续通入氢气、煤气，产生炉煤气、水煤气、甲烷等气
6、体；从正极连续通入氧气或空气。电解液可以用碱（如氢氧化钠或氢氧化钾等）把两个电极隔开。化学反应的最终产物和燃烧时的产物相同。燃料电池的特点是能量利用率高，设备轻便，减轻污染，能量转换率可达70%以上。,5.新型燃料电池,碱性介质：正极： O2 + 2H2O + 4e= 4OH 负极： 2H2 + 4OH-4e= 4H2O 总电池反应： 2H2+O2=2H2O,5.新型燃料电池,（ 1 ） 氢氧燃料电池,酸性介质：正极： O2 + 4H+ +4e= 2H2O; 负极： 2H2-4e-=4H+ 总电池反应： 2H2+O2=2H2O,5.新型燃料电池,（ 1 ） 氢氧燃料电池,直接甲醇燃料电池是质子
7、交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳，质子和电子，如同标准的质子交换膜燃料电池一样，质子透过质子交换膜在阴极与氧反应，电子通过外电路到达阴极，并做功。,5.新型燃料电池,（2）甲醇燃料电池,碱性介质 正极：3O2 + 12e + 6H2O 12OH 负极： 2CH3OH - 12e + 16OH 2CO32 +12H2O 总反应式： 2CH3OH + 3O2 + 4OH = 2CO32 +6 H2O,5.新型燃料电池,（2）甲醇燃料电池,酸性介质 正极： 3O2 + 12e + 12H+ 6H2O 负极： 2CH3OH - 12e + 2H2O 12
8、H+ + 2CO2 总反应式： 2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O,5.新型燃料电池,（2）甲醇燃料电池,酸性介质,该电池用取之不尽的海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流。1991年，我国首创以铝-空气-海水为能源的新型电池，用作航海标志灯已研制成功。该电池以取之不尽的海水为电解液，靠空气中的氧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。1991年我国首创以铝空气海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中数秒钟，就会发出耀眼的白光。,6、海水电池,负极材料为：Al； 正极材料为：石墨等能导电的惰性材料或活泼性比铝弱的金属材料。 电解液为：海水 负极: 4Al -12e- = 4Al3+ 正极: 3O2 + 6H2O +12e- = 12OH- 总反应为:4Al +3O2 + 6H2O=4Al(OH)3,6、海水电池,
