新型原電池原理種類
原電池以前一般指教學(xué)上的銅鋅電化學(xué)反應(yīng)的電池,現(xiàn)在是指一種電池的簡單化學(xué)模型(模式),也就是電池基礎(chǔ)化學(xué)反應(yīng)原理或化學(xué)方程式。當(dāng)下人們常說的原電池有哪些呢?
只有氧化還原反應(yīng)才有電子的得失,只有氧化還原反應(yīng)才可能被設(shè)計成原電池(復(fù)分解反應(yīng)永遠不可能被設(shè)計成原電池),無論什么樣電極材料、電解質(zhì)溶液(或熔融態(tài)的電解質(zhì))構(gòu)成原電池,只要是原電池永遠遵守電極的規(guī)定:電子流出的電極是負(fù)極,電子流入的電極是正極。
1、干原電池(一次性電池)
(1)鋅錳干電池
電極:Zn為負(fù)極,碳棒為正極電解液:NH4C1、ZnC12和淀粉糊
另有黑色的MnO2粉末,吸收正極產(chǎn)生的H2,防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。
電極方程式:
負(fù)極(Zn):Zn – 2e- = Zn2+
正極(C):2Mn02+2NH4++2e- = Mn203+2NH3+H20
(2)堿性鋅錳干原電池
隨著用電器朝著小型化、多功能化發(fā)展的要求,對電池的發(fā)展也提出了小型化、多功能化發(fā)展的要求。
體積小、性能好的堿性鋅錳電池應(yīng)運而生。這類電池的重特征是電解質(zhì)溶液由原來的中性為離子導(dǎo)電性更好的堿性,負(fù)極由鋅片改為鋅粉,反應(yīng)面積成倍長,使放電電流大幅度提高。
2、鉛酸原電池
電極:Pb為負(fù)極,PbO。為正極.
電解液:30%的H2SO,溶液電極反應(yīng)式:
放電時:為原電池
充電時:為電解池
3、鋰電池
鋰是密度最小的金屬,用鋰作為電池的負(fù)極,跟用相同質(zhì)量的其他金屬作負(fù)極相比較,使用壽命大大延長。
4、新型燃料原電池
燃料原電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi),而是在工作時,不斷從外界輸入,同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。
其新型原電池:
1、新型燃料原電池
讓你的Mp3唱歌20小時,Toshiba開發(fā)了一種適合Mp3播放器的小型電池,體積相當(dāng)小巧,能夠支持20小時工作時間,該電池依靠混合甲醇,空氣和水,來產(chǎn)生100毫瓦的電量來支持Mp3的工作。該原電池的體積為22mm×56mm×9.1mm(最薄處為4.5mm),重量非常輕,僅8.5g。工作原理:通過在固體高分子電解質(zhì)膜上配置3組電極,可得到1.2V的輸出電壓。內(nèi)置燃料箱中加2mL的甲醇,可以支持Mp3工作20個小時.
2、新型”人體溫差原電池”
盡管手機、電子表等微型便攜電子產(chǎn)品依靠電池擺脫了電線的“糾纏”,給人們帶來了很大便利,但每使用一段時間后還是需要充電或更換電池。德國科學(xué)家最近發(fā)明了一種利用人體溫差產(chǎn)生電能的新型電池,可以給這些便攜式的微型電子儀器提供長久的“動力”,因而免去了充電或更換電池的麻煩。德國《科學(xué)畫報》雜志報道,來自德國慕尼黑的一家芯片研發(fā)企業(yè)研究出的這種新型電池,主要由一個可感應(yīng)溫差的硅芯片構(gòu)成。當(dāng)這種特殊的硅芯片正面“感受”到的溫度較之背面溫度具有一定溫差時,其內(nèi)部電子就會產(chǎn)生定向流動,從而產(chǎn)生“微量、但卻足夠用的電流”。負(fù)責(zé)研發(fā)這種電池的科學(xué)家溫納·韋伯介紹說,“只要在人體皮膚與衣服等之間有5攝氏度的溫差,就可以利用這種電池為一塊普通的腕表提供足夠的能量”。
3、“超級鐵”研制出的新型原電池
以色列技術(shù)研究所的科學(xué)家最近研制出一種新型電池,它采用被稱為“超級鐵”的六價鐵化合物作為陰極,其壽命、性能都遠遠高于普通的堿性電池。通常情況下六價鐵化合物很不穩(wěn)定,遇到含有鎳、鈷等物質(zhì)的溶液時很容易分解因此人們很少考慮用它作為電極。以色列科學(xué)家發(fā)現(xiàn),使用氫氧化鉀溶液作為電池的電解液,嚴(yán)格控制其純度,使之不含鎳、鈷等物質(zhì),就能使“超級鐵”電極保持穩(wěn)定狀態(tài),令電池持久耐用用。