第十四讲化学能源与太阳能.pptVIP

b、低污染氢气作为储能物质时产物只有水用富氢气体(化石燃料制备)做燃料时，CO2少40%其它燃料，也不存在SO2，NOx，粉尘等污染*第31页，共68页，星期日，2025年，2月5日c、低噪音，安装灵活，积木化强，占地面积小d、储能物质选择范围宽e、负荷响应快，工作可靠性好，运行质量高f、运行成本高，难以普及g、高温工作时电池寿命短，稳定性差h、缺乏完善的燃料供应体系*第32页，共68页，星期日，2025年，2月5日发展史a、1838年瑞士科学家Schonbein发现原理b、1839年英国科学家Grove按电解水逆过程设计出第一个燃料电池c、1889年Mond和Langer制得氢氧燃料电池，获得0.73V的工作电压d、1894年Ostward从理论上论证了燃料电池的效率为50~80%e、1959年Bacon制造出可以实际工作的碱性燃料电池f、1962年燃料电池用于太空任务g、1972年杜邦公司研制出高分子电解质隔膜*第33页，共68页，星期日，2025年，2月5日二次电池的质量比能量和体积比能量一般低于一次电池分类电池名称电池构成额定电压/V正极活性物质电解质负极活性物质二次电池铅酸蓄电池PbO2H2SO4Pb2.0镍镉蓄电池Ni2O3KOHCd1.2镍铁蓄电池Ni2O3KOHFe1.2银锌电池AgOKOH(ZnO)Zn1.5银镉电池AgOKOHCd1.1碱锰电池MnO2KOH(ZnO)Zn1.5镍氢电池Ni2O3KOHH2或金属氢化物1.214.3.二次电池*第34页，共68页，星期日，2025年，2月5日10.3.1.铅蓄电池铅蓄电池的应用：机动车辆、备用电源、电站负荷调整、电动工具电源铅蓄电池的分类：开放式：外壳上有排气孔，电解液会减少，须检查，加水加酸维护免维护密封式：用高析氢过电位铅合金，几乎没有水电解，在整个使用寿命期，不需维护*第35页，共68页，星期日，2025年，2月5日铅蓄电池的表示：Pb|H2SO4|PbO2，Pb放电时：电池总反应为：Pb+PbO2+2H2SO4→2PbSO4+2H2O负极：Pb+SO42-→PbSO4+2e正极：PbO2+SO42-+4H++2e→PbSO4+2H2O充电时：负极：PbSO4(固体)→PbSO4(液体)→Pb2++SO42-+2e→Pb电池总反应为：2PbSO4+2H2O→Pb+PbO2+2H2SO4正极：PbSO4+2H2O→PbO2+SO42-+4H++2e*第36页，共68页，星期日，2025年，2月5日10.3.2.碱性蓄电池(以KOH等水溶液为电解质)碱性蓄电池的正负极反应电极种类电极反应j?/V理论放电容量(g/Ah)正极氢氧化镍NiOOH+H2O+e=Ni(OH)2+OH-0.522.46氧化银2AgO+H2O+2e=Ag2O+2OH-0.6044.63Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH-0.3424.34空气O2+H2O+2e=O2H-+OH--0.76-O2+H2O+4e=4O2H-+OH-0.401负极铁Fe+2OH-=Fe(OH)2+2e-0.861.04镉Cd+2OH-=Cd(OH)2+2e-0.7982.09锌Zn+2OH-=Zn(OH)2+2e-1.2451.22*第37页，共68页，星期日，2025年，2月5日碱性蓄电池的电池反应种类电极反应开路电压/V镍-镉电池2NiOOH+2H2O+Cd=2Ni(OH)2+Cd(OH)21.329镍-铁电池2NiOOH+2H2O+Fe=2Ni(OH)2+Fe(OH)21.397镍-锌电池2NiOOH+2H2O+Zn=2Ni(OH)2+Zn(OH)21.765氧化银-锌电池2AgO+2H2O+Zn=Zn(OH)2+Ag2O1.815Ag2O+2H2O+Zn=Zn(OH)2+2Ag1.589氧化银-镉电池2AgO+2H2O+Cd=Cd(OH)2+Ag2O1.379Ag2O+2H2O+Cd=Cd(OH)2+2Ag1.153空气-锌电池O2+2Zn=2ZnO1.646镍-氢电池2NiOOH+2H2=2Ni(OH)21.23镍-锌电池2NiOOH+2MH=2Ni(OH)2+2M1.23*第38页，共68页，星期日，2025年，2月5日*第39页，共68页，星期日，20