德研制成有機(jī)太陽能電池

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1、化學(xué)電源一、干電池二、蓄電池三、燃料電池四：德研制成有機(jī)太陽能電池 五：三星SDI開發(fā)出新型燃料電池，可為筆記本供電15小時(shí) 一、干電池 普遍用在手電和小型器械上的干電池，外殼鋅片作負(fù)極，中間的碳棒是正極，它的周圍用石墨粉和二氧化錳粉的混合物填充固定，正極和負(fù)極間裝入氯化鋅和氯化銨的水溶液作為電解質(zhì)，為了防止溢出，與淀粉制成糊狀物。電池放電時(shí)反應(yīng)如下： 負(fù)極：22 正極：2422232 電池反應(yīng)：2422232 正極產(chǎn)生的氨將在炭電極周圍形成氣態(tài)的絕緣層，這種情況可由于2離子向炭極遷移而防止，2離子和氨分子反應(yīng)生成配合離子，如（3）42。新制干電池的電動勢為1.，這樣的干電池是“一次”電池，不

2、能充電再生。 二、蓄電池 蓄電池能夠充電再生，當(dāng)其放電時(shí)，發(fā)生自發(fā)反應(yīng)，它起一個(gè)原電池的作用；充電時(shí)發(fā)生電解反應(yīng)，起電解池的作用，可使原來的反應(yīng)物再生。 汽車上所用的鉛蓄電池是最常用的蓄電池之一。它是由間隔的海棉狀的鉛板和二氧化鉛所構(gòu)成，并浸在硫酸溶液中。當(dāng)電池放電時(shí)，發(fā)生下列反應(yīng)： 負(fù)極（）：4224 正極（2）：24422422總反應(yīng)：22242422由上可知，兩電極上都生成硫酸鉛，由于其難溶性，沉積在電極上而不溶解在溶液中。由于反應(yīng)中硫酸被消耗，有水生成，所以可用測定硫酸的密度來確定電池放電的程度，當(dāng)硫酸的密度降到1.051或電壓降低到1.9時(shí)，就要充電。 當(dāng)電池充電時(shí)，就是通以直流電，

3、鉛板與電源負(fù)極相連，二氧化鉛板與電源正極相連，在電解過程中，上述電極反應(yīng)都逆向進(jìn)行： 陽極（2）：42222442陰極（）：4242總反應(yīng)：24222224 故該蓄電池的反應(yīng)可表示為： 22242422充電后，單個(gè)鉛蓄電池的電動勢約為2.1。汽車上用的是將個(gè)蓄電池串聯(lián)起來，電動勢約為12。 三、燃料電池 如果使2，4等燃料的氧化還原反應(yīng)在電池裝置中發(fā)生，則可直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，這樣的電池稱為燃料電池。 阿波羅號宇宙飛船用的就是氫燃料電池，其負(fù)極是多孔鎳電極，正極為覆蓋氧化鎳的鎳電極，用溶液作為電解質(zhì)溶液。在負(fù)極通入2，正極通入2，電極反應(yīng)如下：負(fù)極：224442 正極：22244電池反應(yīng)：

4、22222 燃料電池的重要意義是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能。如今絕大部分電能是由汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的，而汽輪發(fā)電機(jī)則是靠煤、石油或天然氣燃燒所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的。在這里化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能是間接的：其中化學(xué)能首先轉(zhuǎn)換成熱，然后熱又用于產(chǎn)生蒸氣。這種間接過程無論在理論上還是在實(shí)用上都比電池進(jìn)行的直接效率低，最好的電廠也只能將燃料燃燒熱的3040轉(zhuǎn)換成電能，剩余部分消耗在空氣和水體中，從而導(dǎo)致熱污染。而燃料電池由于電流直接發(fā)生，則可以不受熱機(jī)效率的限制，理論效率可達(dá)到100，實(shí)用的燃料電池效率現(xiàn)已達(dá)75。故燃料電池是一種理想的、高效率的能源裝置，同時(shí)也極大地減少由電力生產(chǎn)帶來的熱污染。氫燃料電池就是一種成功

5、的、無污染的新能源。 德研制成有機(jī)太陽能電池德國多家科研機(jī)構(gòu)最近宣布合作研制成功了以普通有機(jī)聚合物為核心的太陽能電池。目前的太陽能電池主要依靠硅或稀有金屬合金制成的面板實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，其昂貴的價(jià)格妨礙了太陽能電池的普及。德國奧爾登堡大學(xué)、德累斯頓大學(xué)、弗勞恩霍夫太陽能研究所等科研機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，普通聚合塑料顆粒就可以實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)聚合塑料粒子受陽光照射的時(shí)候，其表面碳原子的電子振動明顯加快，振幅加大，但返回碳原子軌道的速度卻慢得多，這樣在若干微秒的時(shí)段內(nèi)就形成了“電子空穴對”。為了使這種“電子空穴對”形成電流，研究人員制成了一個(gè)“夾層”，它一面是金屬鋁，另一面是鋅銦金屬氧化物，中間填充

6、塑料粒子。這樣的“夾層”本身在兩層之間就存在電場，聚合塑料粒子起到了絕緣層的作用。但是當(dāng)陽光照射的時(shí)候，由于聚合有機(jī)物的碳原子產(chǎn)生“電子空穴對”，帶負(fù) 電的電子向鋁金屬層流動，而帶正電的“空穴”向鋅銦金屬氧化物層流動，結(jié)果就形成了電流。領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)研究的弗拉基米爾迪亞科夫稱，有機(jī)太陽能電池板目前能產(chǎn)生毫伏的電壓和每平方厘米毫安的電流，穩(wěn)定的光電轉(zhuǎn)換效率約為。他說，這種電池產(chǎn)生的電流是硅太陽能電池板的五分之一至八分之一，但經(jīng)過改進(jìn)后可提高倍。目前研究人員正在設(shè)法提高有機(jī)太陽能電池的工作穩(wěn)定性。 三星SDI開發(fā)出新型燃料電池，可為筆記本供電15小時(shí)三星SDI公司日前表示開發(fā)出一款用于筆記本電腦的燃料電

7、池原型(prototype fuel cell)，并稱連續(xù)使用時(shí)間是目前其它同類產(chǎn)品的2倍。 三星SDI介紹說，這款燃料電池能量密度(energy density)為200Wh/L。這款電池大約由200立方厘米的液態(tài)甲醇供能，能持續(xù)工作約15小時(shí)。這與東芝或NEC公司的能量密度為100130Wh/L的筆記本電腦燃料電池相比，持續(xù)使用時(shí)間更長。三星SDI計(jì)劃2007年開始批量生產(chǎn)這種燃料電池。 三星SDI研發(fā)中心的Yoon Seok-yeol表示：“這項(xiàng)新技術(shù)從液態(tài)甲醇中分解出氫，獲得大約20瓦的平均功率輸出，最高輸出功率可達(dá)50瓦?！?這款燃料電池尺寸為8.2235.3cm，重量小于1kg。三星SDI稱，它比其 競爭對手的產(chǎn)品更加小巧和緊湊。 三星SDI燃料電池項(xiàng)目預(yù)算大約為1,000萬美元，共有40名研究人員。2005年7月，三星SDI曾宣稱開發(fā)出丁烷供能的燃料電池，用于家庭中突然停電后的緊急供電。