需要“加油”的电池,这就是甲醇燃料电池


来源:安徽新闻网 作者:安徽新闻 发布时间:2019-08-27 18:52:33


  说起手机电池,镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池大家都不陌生。可是,历史上还从前呈现过一种与众不同的电池,它的能量密度很高,可是又有天然生成缺陷,这便是甲醇燃料电池。

  需求“加油”的电池

  上世纪九十年代末至本世纪初,锂离子电池技能还不是十分老练,手机电池容量有待进一步提高,有的企业索性推出了甲醇燃料电池的手机。

  日本东京举行的CEATEC展会上,KDDI和东芝公司联合推出的甲醇燃料电池手机(图片来历:http://news.mydrivers.com/1/146/146118.htm?fr=m)

  这是一种以燃料电池为电源的手机。与其他电池不同的是,这种手机的电用光后,不能经过充电康复电量,而是需求像加汽油相同给手机增加甲醇,电池会将储存在甲醇中的化学能转换为电能。

  镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池中的化学能直接存储在电池的正负极材料当中。放电时,两种物质发生氧化复原反响生成另一种物质,一同对外开释电子,供给电能;充电时,生成物能够经过逆向反响变回原来的姿态,所以又能够接着放电。这种能够重复充放电的电池叫做二次电池。

  带有燃料盒的甲醇燃料电池

  甲醇燃料电池的不同之处在于,电池的化学能不是存储在电池材猜中,而是储存在燃料当中,这里燃料指的便是甲醇,而正负极材料则起到催化的作用。所以手机需求配置额定的空间来储存甲醇,体积会相对比较大。当手机快没电的时候,咱们需求往手机中注入甲醇,就像没油的轿车需求增加汽油相同。

  无序的热能有序的电能

  甲醇燃料电池的基本结构首要能够分为阴极、电解质和阳极,电池放电时,阴极便是电池的正极,阳极便是电池的负极,为了叙说上符合大部分人的习气,下文就用以正极、电解质和负极来进行阐述。

  正极和负极都是由金属铂制备而成,它们别离对氧气和甲醇进行催化。在电池工作时,正极通入空气,负极通入液体的甲醇。甲醇在铂的催化作用下,失掉电子被氧化为二氧化碳,并生成氢离子。负极的电极反响能够写成:

  接着发生的氢离子和电子别离沿着两条不同的路径传输。氢离子经过电解质穿过电池内部抵达正极。电解质是一种挑选透过性膜,只要氢离子能从电解质的一侧穿过到达另一侧,而其他原子、分子、离子一概被拒于门外。咱们知道原子都是由原子核和核外电子构成的,而氢原子又比较特殊,它只要一个电子和一个质子,当它失掉电子变成氢离子H+,就只剩余一个裸露的质子,所以咱们又称氢离子为质子,这种挑选透过性膜因此也叫质子交流膜。

  电子则经过外接电路流向正极,在流动的过程中顺便对负载,也便是手机做一下功,所以手机就能通语音、玩游戏、听音乐了。

  在正极,空气中的氧气在铂的催化作用下,被分解为氧原子,然后与来自负极的氢离子和电子结合构成水。正极的电极反响能够写成:

  咱们把正极和负极的半反响写在一同,能够得到下面的反响方程式:

  看起来是不是有点似曾相识的感觉?没错,这个其实便是甲醇焚烧的反响方程式。所不同的是,焚烧时电子的转移是混乱无序的,储存在化学键中的化学能以热能的方式开释;而在燃料电池中,氧化和复原分隔进行,经过引入电解质和外部电路完成电子的有序运动,化学键中的化学能以电能的方式开释。



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