一次电池、二次电池、燃料电池工作的原理及区别是

一次电池、二次电池、燃料电池工作的原理及区别是,第1张

一次

一次电池——主要包括锌锰电池、锌银电池、锌空(气)电池、锂一次电池等

(仅供参考:福建亚南集团氢燃料电池,亚小南为您解答4000-080-999)

锂离子电池的正极材料通常有锂的活性化合物组成,负极则是特殊分子结构的碳。常见

的正极材料主要成分为 LiCoO2 ,充电时,加在电池两极的电势迫使正极的化合物释出锂离

子,嵌入负极分子排列呈片层结构的碳中。放电时,锂离子则从片层结构的碳中析出,重新

和正极的化合物结合。锂离子的移动产生了电流。

二次

二次电池——又称蓄电池,主要包括铅酸蓄电池、镉镍电池、氢(MH)镍电池、钠硫电池等。

二次电池最主要的两种类型是铅酸蓄电池和镉镍电池,虽然它们的理论质量比能量是目前生产的电池中比较低的,但是它具有能反复充放电的特点而深受人们的欢迎。资料表明,当今世界多种多样,不同用途的电池中,就其总产量而言,其中90%是铅酸蓄电池,足见其重要性。

燃料电池

蓄电池是借助于在电池内发生所谓燃烧反应,将化学能直接转换为电能的装置。它不同于一次电池和二次电池;一次电池的活性物质利用完毕就不能再放电,二次电池在充电时也不能输出电能。而燃料电池只要不断地供给燃料,就象往炉膛里添加煤和油一样,它便能连续地输出电能。一次或二次电池与环境只有能量交换而没有物质的交换,是一个封闭的电化学系统;而燃料电池却是一个敞开的电化学系统,与环境既有能量的交换,又有物质的交换。

所谓氢能源,不是说地球上有大量氢,可“开采”来用作能源,而是水通过光分解可制得氢来代替石油、电等能源。

氢作为能源有许多优越性。水通过光分解可制得氢,水的储量很大,又比较低廉;氢燃料燃烧后又生成水,是一种燃烧无害、十分清洁的能源。氢在储存、输送上比电力损失小,而且氢燃烧热值高,1千克氢燃烧产生的热量相当于3千克汽油或45千克焦炭的发热量。但是,在应用中,氢的存储与运输以及利用太阳能分解水制取氢,一直是制约氢能发展的瓶颈。

再说燃料电池。它是把燃料中的化学能直接转化为电能的能量转化装置,从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池,但实质上它不能“储电”,而是一个小小的“发电厂”。燃料电池也有多种类型,经过多年的探索,最有望用于汽车的是质子交换膜燃料电池。它的工作原理是:将氢气送到负极,经过催化剂(铂)的作用,氢原子中两个电子被分离出来。这两个电子在正极的吸引下,经外部电路产生电流。失去电子的氢离子(质子)可穿过质子交换膜(即固体电解质),在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获得,只要不断给负极供应氢,并及时把水(蒸汽)带走,燃料电池就可以不断地提供电能。

目前,对氢能源的利用主要是氢燃料电池。它不同于电能车的显著特点是其没有笨重的电池负荷,并且行驶里程没有电能驱动汽车的限制。因此,氢燃料电池可以说是一种极佳的驱动动力。用这种动力驱动的汽车被称为零污染的氢动力汽车

(亚南集团氢燃料电池,亚小南为您解答4000-080-999)

质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell)是一种燃料电池,在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成,阳极为氢燃料发生氧化的场所,阴极为氧化剂还原的场所,两极都含有加速电极电化学反应的催化剂,质子交换膜作为传递H+的介质,只允许H+通过。工作时相当于一直流电源,阳极即电源负极,阴极即电源正极。

结合以下燃料电池系统基本结构图说一下工作原理和各部件作用:

氢氧燃料电池以氢气作燃料为还原剂,氧气作氧化剂,通过燃料的燃烧反应,将化学能转变为电能的电池,与原电池的工作原理相同。

氢氧燃料电池工作时,向氢电极供应氢气,同时向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂作用下,通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电,在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后,这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行。

首先写出总的离子反应方程式:ch4+2o2+2oh-==co32-+3h20

①就是ch4在o2中燃烧,生成的co2和oh-反应生成co32-的离子反应方程式接着写正极,记住:正极在碱性条件下的反应一定是:o2+4e-+2h2o==4oh-

②接着将总反应式减去正极反应式就是负极反应式,这里有一点非常重要,就是一定要将o2消去,因为原电池负极发生氧化反应,而o2发生还原反应

故一定要将o2消去将②x2

得到

2o2+8e-+4h2o===8oh-

③①-③

得到ch4-8e--4h2o+2oh-==co32-+3h2o-8oh-移项的到负极反应式:ch4+10oh--8e-==co32-+7h20总反应:ch4+2o2+2oh-==co32-+3h20负极:ch4+10oh--8e-==co32-+7h20正极:o2+4e-+2h2o==4oh-希望我的方法对你有帮助

甲烷燃料电池、

koh溶液为电解质溶液

电极反应:负极:

ch4+10oh--8e-=co32-+7h2o

正极:

2o2+4h2o+8e-=8oh-

电池总反应式:

ch4+2o2+2koh=k2co3+4h2o

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