理论教育 氢能-化学电源发展史

氢能-化学电源发展史

时间:2023-11-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:1886年Gassner将氯化铵水溶液改用氯化铵、氯化锌、石膏和水合成的糊状物,并将锌片做成圆筒形,作电池的容器,同时用石蜡封口,从而做成携带方便的锌锰干电池。1890年前后这种电池在全世界范围内投入工业化生产。铅酸二次电池由于其价格低廉,使用可靠,放电电流大等优点,一直是应用广泛的化学电源产品之一。1901年,美国著名科学家Edison发明了碱性蓄电池。

氢能-化学电源发展史

根据大量考古研究表明,早在2000多年前,古人就已经成功利用不同的金属作为电极组成原始的具有电池功能的装置。之后经过很长一段时间,直到1800年,世界上第一个电池装置由Volta发明,成为伏打电池。这个电池由铜片和锌片交叠而成,中间隔以盐水或填上以盐水浸透的纸皮或皮革等。伏打电池的发明,使人们第一次获得了比较稳定的而持续的电流,为科学家们从对静电的研究转入对动电的研究创造了物质条件,开辟了电力应用的广阔道路。由于伏打电池电极的极化损耗,使电池所提供的电流迅速减小,这点成为制约了伏打电池广泛应用的重大缺点。为了克服上述缺点,Daniel在1836年对伏打电池进行了改良,将铜片和锌片分别浸入硫酸铜溶液和硫酸锌溶液,用多孔陶瓷将两种溶液隔离,得到电流和电压稳定的伏打电池,称为丹尼尔电池。丹尼尔电池的结构对认识原电池的本质具有重要意义。它表明,原电池是由两个半电池连接而成的,半电池的组成以及在产生电流时发生的变化可以用两电极间的半反应式表达。

1868年,法国工程师Leclanche采用二氧化锰和炭粉作正极粉料,将它压入多孔陶瓷的圆筒体中,并插上一根炭棒集流器作正极,用一根锌棒部分插入溶液中作负极,电解液是用20%的氯化铵水溶液,电池的容器是用玻璃瓶,做成第一个锌锰湿电池。1886年Gassner将氯化铵水溶液改用氯化铵、氯化锌、石膏和水合成的糊状物,并将锌片做成圆筒形,作电池的容器,同时用石蜡封口,从而做成携带方便的锌锰干电池。此后不久,又将面粉和淀粉作为电解质溶液的凝胶剂,使得锌锰电池的便携性大大提高,为这种电池的工业化生产和广泛使用打下了良好的基础。1890年前后这种电池在全世界范围内投入工业化生产。

在伏打电池发明之后,人们开始研究能够反复充放电的二次电池。1859年,法国的Plante成功发明了铅酸蓄电池。现在的铅酸二次电池以二氧化铅作为正极,以海绵状的金属铅作为负极,稀硫酸作为电解液进行充放电反应。铅酸二次电池由于其价格低廉,使用可靠,放电电流大等优点,一直是应用广泛的化学电源产品之一。(www.daowen.com)

1901年,美国著名科学家Edison发明了碱性蓄电池。分别以羟基氧化镍(NiOOH)和铁粉作为正极和负极材料。之后在此基础上发展出的镉-镍蓄电池,以海绵状金属镉代替金属铁作为负极材料。镉-镍蓄电池由于其使用寿命长,总的使用寿命可达8~25年,广泛应用于社会各个领域镍氢电池是继镉-镍蓄电池之后的新一代高能二次电池,镍氢电池的结构与镉-镍蓄电池类似,只是将负极材料由海绵状金属变为储氢合金。与镉-镍蓄电池相比,镍氢电池消除了镉对环境的污染,可以实现快速充电,具有更高的能量存储能力,正逐步替代传统的镉-镍蓄电池。

随着科学技术的发展,电池技术也进入了一个快速发展的时期,一系列新的化学电源相继诞生,如高性能锂离子电池以及燃料电池。电池的应用也从传统的室内家用领域,发展到室外设施的应急电源应用,并广泛应用于科研、军事以及航空航天领域。现在不同规格、性能各异的电池在日常的生活生产中都发挥着不可替代的作用。

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