氢氧燃料电池课件.ppt

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1、第四章电化学基础第二节化学电源［学与问］在日常生活和学习中，你用过哪些电池？其中有哪些属于化学电池?你知道电池的其它应用吗？电池化学电池太阳能电池原子能电池将化学能转换成电能的装置将太阳能转换成电能的装置将放射性同位素自然衰变时产生的热能通过热电转换器转变为电能的装置用途广泛的电池用于汽车的铅蓄电池和燃料电池用途广泛的电池用于“神六”的太阳能电池笔记本电脑专用电池手机专用电池摄像机专用电池各式各样的纽扣电池小型高性能燃料电池阅读教材P74页并回答问题：1、化学电池与其它能源相比有哪些优点？2、判断电池的优劣标准主要是什么？3、目前化学电池

2、主要分哪几大类？能量转换效率高，供能稳定可靠，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，易于维护，并可在各种环境下工作单位质量或单位体积所能输出电能的多少，即比能量的大小；输出功率的大小即比功率的大小以及电池的存储时间的长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多、功率大、储存时间长的电池，其质量好。化学电池一次电池二次电池燃料电池氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组成燃料电池铅蓄电池锌银蓄电池镍镉电池锂离子电池普通干电池碱性锌锰电池锌银纽扣电池电池中的反应物质消耗到一定程度，就不能再次利用。又称充电电池或蓄电池。放电

3、后经充电可使电池中的活性物质获得重生，恢复工作能力，可多次重复使用。是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，又称连续电池。一、一次电池——干电池(-)Zn│NH4Cl+ZnCl2│MnO2C(+)负极(Zn)：Zn–2e-=Zn2+正极(MnO2和C)：2NH4++2e-=2NH3+H2↑H2+2MnO2=Mn2O3+H2O电池总反应：Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3+Mn2O3+H2O普通锌锰电池锌筒石墨棒MnO2和C普通锌锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2和H2O等碱性锌锰电池构造示意图碱性电池(

4、-)Zn│KOH│MnO2(+)负极(Zn)：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2正极(MnO2)：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-电池总反应：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2优缺点简析：只能一次使用，不能充电；价格较贵；比能量和储存时间有所提高，适用于大电流和连续放电。一、一次电池——银锌电池(纽扣电池)(-)Zn│KOH│Ag2O(+)负极(Zn)：Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O正极(Ag2O)：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-电池总反应：Zn+Ag2O=ZnO+2Ag二

5、、二次电池——铅蓄电池(-)Pb│H2SO4│PbO2(+)负极(Pb)：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正极(PbO2)：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O电池总反应：Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O阅读P76，了解铅蓄电池的充电原理及铅蓄电池的优缺点。①放电过程负极：氧化反应Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)正极：还原反应PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=2PbSO4(s)+2H2O(l)放电过程总反应：Pb(s)+PbO2(s)+2H2S

6、O4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)②充电过程阴极(接电源负极)：还原反应PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)阳极(接电源正极)：氧化反应PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)充电过程总反应：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)缺点：比能量低、笨重、废弃电池污染环境优点：可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、价格低廉其它二次电池：镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、聚合物锂离子蓄电池……铅蓄电池的充放电过程

7、：2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)充电放电铅蓄电池的优缺点简析：三、燃料电池——氢氧燃料电池(-)Pt│H2│H+│O2│Pt(+)负极(Pt)：2H2-4e-=4H+正极(Pt)：O2+4H++4e-=2H2O电池总反应：2H2+O2=2H2O(-)Pt│H2│OH-│O2│Pt(+)负极(Pt)：2H2-4e-+4OH-=4H2O正极(Pt)：O2+2H2O+4e-=4OH-电池总反应：2H2+O2=2H2O①氧化剂与还原剂在工作时不断补充；②反应产物不断排出；③能量转化率高(超过80

8、%)，普通的只有30%，有利于节约能源。缺点：体积较大、附属设备较多优点：能量转换率高、清洁、对环境好其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、煤气燃料电池……燃料电池的规律燃料电池与前几种电池的差别：