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某品牌电池的 “聚能环”是利用了什么原理?

2022-12-16 08:06 作者:化学小妖UFO  | 我要投稿

1. 燃料电池内是否会出现高温?燃料电池的电极材料是什么?

燃料电池就是把燃料及助燃剂内的化学能转化为电能的装置,只要设计合理,它工作过程中应该不会产生高温。

须知,能量是守恒的。燃料燃烧释放的化学能= 电能 + 热能,如果燃料电池工作中产生高温现象,那么它的发电量就只能降低,显然我们不希望这样,所以电池设计者都会想方设法使尽可能多的化学能转化为电能,减少能量损失。

当然,根据热力学第二定律,化学能转化为电能的过程中,必然会有部分能量转化为热能,这通过精准的计算和精巧的设计,可以降到最低。

目前实用性的燃料电池主要是氢氧电池。碳元素呈负价的烃类、醇类等为燃料的电池基本还没有进入实用阶段。

氢氧燃料电池中,关键的组件大概就是电极材料了。

虽然电极材料的详细组成大都属于商业机密,但有一些成分是公开的,这就是镍、钯、铂等VIII族(周期表第10列)金属材料。

长期的实验证明,镍、钯、铂等金属对于H

2

、O

2

具有很好的吸附能力,H

2

、O

2

分子在这些金属表面吸附后,H

2

、O

2

分子内原本很牢固的共价键会被适当削弱,变得活泼,易于发生电极反应。

2. 制作水果电池是否一定要用酸的水果?

尽管绝大多数水果都呈酸性,但理论上讲,制作水果电池未必一定要用酸性的水果。因为金属可以通过发生吸氧腐蚀的途径氧化,只要电极材料选择合理(比如Zn、Cu),一切含电解质的水果,都可以用来制造水果电池。

土豆、白菜等不带有明显酸味的蔬菜也可以替代水果制作电池。感兴趣的同学不妨一试。

3. 某品牌电池的 “聚能环”是利用了什么原理?

严格说,“聚能环”只是一个商业概念。

仔细研究可以发现,那只是一个小小的环状塑料片,它起的作用就是把电池的正极、负极隔离开来,防止自放电现象的发生。

如果非得要“讲点道理”出来,过去电池里承担此作用(隔开正负极)的一般是较厚的纸张(牛皮纸),纸具有一定的吸水性,若遇潮湿环境,正负极之间的绝缘性会略差一点。

更换为塑料片后,绝缘性有所增强可以更好地防止电池的自放电而已。

4. PbSO

4

导电吗?铅蓄电池放电过程中PbSO

4

的形成会不会对电池反应造成不好的影响?

PbSO

4

不导电,这是为什么铅酸电池过度放电(产生较厚的PbSO

4

层)时会充不进电的根本原因。所以使用铅酸电池必须注意这一点,不能让其一直放电到放不出电。

过去的汽车就常常因熄火后忘记关闭大灯,结果导致铅酸电池损坏。现在由于电脑技术引进汽车设计,一般情况下车子熄火后几分钟内自动断电,这种情况一般不会发生了。

对于铅酸电池而言,开始放电阶段也会产生薄层的PbSO

4

,导致电极表面电阻有所变大,随着放电反应的进行,PbSO

4

越来越厚,则电阻越来越大,放电电流逐渐减小。

由于铅版的总表面积较大,不至于一下子就绝缘断电。现在的新型电池都增加了自我保护设计,设置了最低电流保护系统,一旦放电电流小于规定值,系统会指示电池自动断电,以防充不进电的现象发生。

5.为什么一次性电池不允许充电?电池能不能充电取决于什么?

化学电池都是靠在两极发生氧化还原反应实现放电或者充电的,只要设计得当,一个氧化还原反应进入电池系统后,可以担当起“充电-放电”功能。

一个电池可以不可以充电,跟电池的设计、制造技术密切相关。

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