化學(xué)能源與太陽能ppt課件-展示頁
2025-05-21 03:41本頁面
【正文】 子電化學(xué) 9 電化學(xué)科學(xué)的在實(shí)際生活中的應(yīng)用 (Application of electrochemistry in life) A. 電化學(xué)工業(yè) 氯堿工業(yè)： 電解水制氫氣和氧氣 濕法冶金：堿金屬堿土金屬 電鍍以及電解加工 10 B. 化學(xué)電源 Zn(s)|ZnSO4||HCl|AgCl(s) | Ag(s) 2( ) Z n ( s ) Z n 2 e??? ??? ?( ) 2 A g C l ( s ) 2 e 2 A g ( s ) 2 C l??? ? ??? ?凈反應(yīng) 2Z n ( s ) 2 A g C l ( s ) 2A g ( s ) 2 C l Z n??? ??? ? ?11 C. 金屬腐蝕與防護(hù) Cu CuFe+H +H2e2HO 2HO2CO 2SO 2O 2O2+Fe電化學(xué)腐蝕示意圖 22H H O或鋼材因腐蝕消耗占年產(chǎn) 1/3左右 美國 1982年用于腐蝕和防腐的費(fèi)用為 1260億美元 發(fā)達(dá)國家每年用于防腐的費(fèi)用占 國民經(jīng)濟(jì) 4%左右 12 構(gòu)成化學(xué)電源的要素 化學(xué)反應(yīng)必須有電子得失，即氧化還原反應(yīng) 所產(chǎn)生電流必須通過外電路做功 化學(xué)電源的評價指標(biāo) 電容量 比功率 自放電率 開路與工作電壓 13 容量 電池的容量指在給定的放電條件下，電池初始放電至終止電壓時所放出的電量。 單位：安時（ Ah）也稱額定容量。 干電池的容量常用恒定負(fù)載的電阻放電到規(guī)定終止電壓的時間表示。 提高活性物質(zhì)的利用率必須增大或新股遏制的表面積，使之在放電過程中不鈍化 14 獲得 1Ah電量所需的活性物質(zhì)質(zhì)量 15 自放電 定義 ：化學(xué)電源在不對外輸出電流的情況下消耗活性物質(zhì)的現(xiàn)象 原因 ：活性物質(zhì)內(nèi)與電解質(zhì)中的雜質(zhì)使電池內(nèi)形成局部電池，局部電池造成電池內(nèi)部短路，促進(jìn)腐蝕，引起自放電 例如 ：鋅錳干電池 電池負(fù)極 Zn ? Zn2+ + 2e 同時 2H+ + 2e ? H2 凈反應(yīng) Zn + 2H+ ? H2 + Zn2+ 16 二次電池充放電 電池反應(yīng)是可逆的，沒有副反應(yīng)發(fā)生，充電時歐姆電阻小，極化小 在水溶液電解質(zhì)的電池中，正極和負(fù)極上的氧過電位和氫過電位高，充電時，水的電解反應(yīng)難于進(jìn)行 充放電能量轉(zhuǎn)換是可逆的，活性物質(zhì)的狀態(tài)能夠很好的再生 17 電池的效率 A、效率的表示方法 電池總效率： ?0 = ?i?v?f ?i = ?G/?H ? 100% 最大熱效率 ?v = V/E ? 100% 電壓效率 ?f = I/Im ? 100% 法拉第電流效率 18 B、功率與電流密度的關(guān)系 電池輸出功率（ P）： P = VI I = S j S為電極的面積 低電流密度下， j ? 0， P = 0 高的極限電流密度下， E ? 0， P = 0 19 電池 . 電池類型 利用物質(zhì)的物理變化或化學(xué)變化，并把這些化學(xué)變化釋放出來的能量直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 物理電池： 把物理反應(yīng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置。 20 電池分類 物理電池 太陽能電池 原子能電池 熱電發(fā)電器 化學(xué)電池 活性物質(zhì)固定在電極上 一次電池 二次電池（蓄電池） 活性物質(zhì)連續(xù)供給電極 一次燃料電池 再生型燃料電池 21 化學(xué)電池的組成 . 化學(xué)電池的反應(yīng) 正極、負(fù)極、電解質(zhì)。 一次電池分類 干電池 濕電池 注液電池 糊狀干電池 紙板干電池 堿性干電池 . 一次電池 23 各種干電池性能比較 電池名稱 電池構(gòu)成 額定電壓 正極活性物質(zhì) 電解質(zhì) 負(fù)極活性物質(zhì) 鋅錳干電池 MnO2 NH4Cl,ZnCl2 Zn 汞電池 HgO KOH(ZnO) Zn 堿錳干電池 MnO2 KOH(ZnO) Zn 氧化銀電池 AgO KOH(ZnO) Zn 氯化銀電池 AgCl 海水 Mg 空氣電池 空氣 / 活性炭 KOH(ZnO) 或 NH4Cl Zn 24 . 錳干電池 25 電池表示： ()Zn | NH4Cl + ZnCl2混合溶液 (淀粉糊化 ) | MnO2 + C(+) 在中性介質(zhì)中： NH4Cl＋ ZnCl2 以 NH4Cl為主： Zn2＋ ＋ 2NH4Cl→Zn(NH3)2Cl2↓＋ 2H＋ 以 ZnCl2為主： 4 Zn2＋ ＋ 9 H2O＋ ZnCl2→ZnCl25H2O＋ H＋ 26 電池表示： ()Zn(鋅汞齊 ) | NaOH或 KOH(30%~40%)水溶液 + ZnO | MnO2 + C(+) 在堿性
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