學科天地
生物 當前位置︰首頁<生物

漫談電池

澳门葡京现金网络注册

   

作者︰生化組    文章來源︰本站原創    點擊數︰1242    更新時間︰2009-4-24    文章屬性︰        ★★★

 

能源為人類從事各種經濟生活提供原動力,與人類物質文化生活有非常密切的關系。在漫長的歷史歲月里,由于生產水平低下,能源的供需矛盾並不突出,隨著工農業生產和交通運輸等各項事業的發展,科學技術的進步以及人民消費水平的提高,對能源的需求日益增長,開發能源和節約能源的重要性日益顯著。黨中央國務院號召我們建立節約型社會,樹立科學發展觀,其中包括節約能源在內。

   從能源的原有形態是否改變的角度可把能源分為自然界現存的一次能源,及由一次能源加工轉換成的二次能源。一次能源是以現存的形式存在于自然界中的能源,如煤炭、石油、天然氣、水力、風、薪柴、直接的太陽輻射、地熱、核燃料,等等。二次能源指的是由一次能源直接或間接轉換成其他種類和形式的人工能源,如電能、氫能、汽油、煤油、柴油、液化氣、沼氣、火藥、酒精,等等。

由上可知,電能就是二次能源,電池所產生的能自然也是二次能源。隨著人造衛星、電子技術等一批高科技的飛速發展,人們對電池的需求數量和品種也越來越多,下面為大家介紹幾種新型電池。

   一、氫氧燃料電池

   在燃料電池中,燃料的化學能直接轉換成電能。氫氧燃料電池以氫為燃料,氧氣為氧化劑,多孔性碳制成、負極30%的氫氧化鉀溶液作為電解質。正極上吸附氧氣,負極上吸附氫氣。電池工作時,負極上的氫釋放電子,發生氧化反應,正極上的氧得到電子,發生還原反應。

負極︰2H2+4OH- -4e ==== 4H2O

正極︰O2+2H2O+4e ====== 4OH-

總的電池反應是︰2H2+O2====2H2O

這跟氫氣在氧氣中燃燒一樣,但沒有火焰,也不放出熱量,而是產生電流,工人們使用。

這種電池所用的氫在燃燒後生成了水,所以可以重復使用。氫在燃燒後對人類的生存環境不會造成污染,幾乎不產生什麼廢物。另外,氫具有較高的熱值,而且便于貯存、運輸和使用。因此這種電池是很有發展前景的一類電池。

   二、無外殼電池

   傳統電池均用堅硬的金屬做外殼,這樣不但要用去許多寶貴的金屬,而且使得電池體積變大,不適宜許多地方使用。最近以色列科學家開發出一種“無外殼電池”,這種新型電池非常輕薄,厚度和牛皮紙相仿,以至可以直接印刷在紙張、塑料或其他材料的表面上。

   “無外殼電池”的發電原理與常規電池一樣,即也是陰極和陽極及之間隔著的電解質構成的。不過,這種稱為“可口可樂”的電解質的配方與眾不同,而且是與陰極、陽極一起直接封存或印刷在紙張等材料的表面上的,這些內容和印刷油墨的化學成分都是嚴格保密的,有待我們去研發和開發。

“無外殼電池”的電壓為1.5V,儲存期為2.5年。它可以用于食品包裝盒上,發出的閃光可以引起顧客的興趣和駐足;它也可以貼在集裝箱上,播放出一些各自不同的曲子可以表明向內裝的究竟是什麼物質;它還可以組裝出具有微處理器和傳感器的智能標簽,用以紀錄、報告所標識的貨物的情況。如在儲運血液的容器外安裝這種標簽,可以一目了然地了解在運輸過程中血液溫度的變化。總之“無外殼電池”有著重要的用途,也引起各國科學家的興趣。

三、菠菜電池

最近美國麻省理工學院的科學家發明了一種更為奇特的植物蛋白質為能量來源,而且對環境不造成任何污染的新型電池————“菠菜電池”

菠菜電池是科學家們借鑒了太陽能電池的制造原理,並綜合利用生物技術的手段,最終開發成功的。

科學家們首先從菠菜葉的葉綠體中分離出多種蛋白質,經過特殊處理後,將蛋白質鋪在一層金質薄膜上,再在其最上方加上一層有機導電材料,做成一個類似“三明治”的多層裝置————菠菜電池。當光照射到這個裝置上時,由于葉綠素能自動進行進行光和作用,最終形成電流。

據報道,這種菠菜電池還存在使用壽命短和能量轉化率低等缺點,有待全世界的科學家進一步研究改進之,克服其缺點,使這一新型植物能電池獲得更廣泛的應用。

四、尿液電池

最近新加坡科學家發明了一種僅有信用卡那麼大,總電量相當于100節優質5號電池的“尿液電池”。據報道,尿液電池他是由CuCl2 層、濾紙、Mg片作為陽極,尿液作為電解質。和菠菜電池相似,也是像三明治一樣層層交替疊放,因為每滴尿液便可以產生1.5V的電能,所以尿液產生的電能很大,這是它的優點。

除此之外,還有俄羅斯科學家發明的“借光電池”,日本科學家發明的“垃圾電池”以及美國科學家發明的“細菌電池”等,隨著科技的進步,新材料的不斷出現,適應各種用途的電池便會不斷出現。從上面我們可以看到,無論何種電池,都由陰極、陽極和電解質溶液組成,這和我們在中學化學中學習到的原電池是相仿的,只要我們掌握了這一原理,並不斷加以創新,就一定會發明出更新、電能更大的新型電池來。

 

 

上一篇︰沙塵暴的貢獻
下一篇︰暫無