电动汽车用铝空气电池
㈠ 铝空气电池的正负极反映及原理,错的就别拿出来秀逗了
负极4Al-12e-=4Al3+
正极3O2+12e-+6H2O=12OH-
总反应式:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
名词解释:
铝空气电池
铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似,铝空气电池以高纯度铝Al(含铝99.99%)为负极、氧为正极,以氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)水溶液为电解质。铝摄取空气中的氧,在电池放电时产生化学反应,铝和氧作用转化为氧化铝。
工作原理
铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似,铝空气电池以高纯度铝Al(含铝99.99%)为负极、氧为正极,以氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)水溶液为电解质。铝摄取空气中的氧,在电池放电时产生化学反应,铝和氧作用转化为氧化铝。铝空气电池的进展十分迅速,它在EV上的应用已取得良好效果,是一种很有发展前途的空气电池。
构造特点
在单体电池中以铝(Al)为负极、氧为正极,在铝空气电池两侧有一对辅助空气电极,作为铝空气电池正极,在工作时只消耗铝和少量的水。
主要特点
比能量大
铝空气电池的理论比能量可达8100Wh/kg,2014年的铝空气电池的实际比能量只达到350Wh/kg,但也是铅酸电池的7~8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。采用铝空气电池后,车辆能够明显地提高续驶里程,国外有关资料介绍,美国加利福尼亚州在使用铝空气电池的电动汽车上,有过只更换一次铝电极续驶里程达1600km的记录。
质量轻
我国开发和研制的牵引用动力型铅酸蓄电池的总能量为13.5kWh,总质量为375kg。而同样能量的铝空气电池总质量仅45kg,为铅酸蓄电池质量的12%。由于电池质量大大减轻,车辆的整备质量也降低,可以提高车辆的装载能量或延长续驶里程。
无毒危险
铝对人体不会造成伤害,可以回收循环使用,不污染环境。铝的原材料丰富,已具有大规模的铝冶炼厂,生产成本较低。铝回收再生方便,回收再生成本也较低。而且可以采用更换铝电极的方法,来解决铝空气电池充电较慢的问题。
虽然铝空气电池含有高的比能量,但比功率较低,充电和放电速度比较缓慢,电压滞后,自放电率较大,需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热。
㈡ 铝-空气电池的前景怎样
为了满足不断发展的智能电网、移动通讯、电动汽车和应急救灾的需要,迫切需要开发能量高、成本低、体积小、寿命长的新型化学电源。金属空气电池(也称为金属燃料电池)是一种将金属材料的化学能直接转化为电能的化学电源。金属空气电池具有能量密度高、价格低廉、资源丰富、绿色无污染、放电寿命长与安全环保等优势,已被国家列入《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,同时还被国家发改委、能源局列入《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》。仅在通讯基站备用电源市场方面,据不完全统计,2016年中国通讯基站的数目是近600万个。传统通讯基站一般采用大容量铅酸蓄电池配合柴油发电机作为备用电源系统,目前在用铅酸蓄电池高达1000多万组,体积和质量均较大,3~4年更换一次,使用寿命较短。然而,金属空气电池具有比能量密度高(系统可达400 Wh/kg以上)、储存时间久(约15年)、备用时间长(30~50 h)及适配温度范围宽(–20℃~60℃)等优点,是替代通讯基站铅酸备用电源的优异备选。此外,金属空气电池能量密度高达800 Wh/kg,是当前商业化锂离子动力电池的4倍以上,在电动汽车增程器应用方面也同样具有诱人的市场前景。
㈢ 可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常用氢氧化钠做电解液,其正极反应是什么
既然是铝-空气电池,说明正极上是空气中的氧气得电子,电极反应:O2+4e+2H2O==4OH-
㈣ 可用于电动汽车的铝—空气燃料电池,通常以NaCl溶液或...
【答案】A
【答案解析】试题分析:A、电解质溶液显碱性或中性,该燃料电极的正极发生反应为:O2+2H2O+4e-===4OH-,故A正确;B、铝作负极,负极反应应该是铝失去电子变为铝离子,在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根,因此负极反应为:Al+3OH--3e-===Al(OH)3↓,故B错误;C、该电池在碱性条件下消耗了碱,反应式为4Al+3O2+4OH-=4AlO2-+2H2O,溶液pH降低,故C错误;D、电池工作时,电子从负极出来经过外电路流到正极,故D错误。
考点:化学电源新型电池
点评:本题考查化学电源新型电池,本题难度不大,注意电极反应式的书写。
㈤ 可用于电动汽车的铝—空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为点解液,铝合金为负极,空气电极为正极
选AD
首先A:金属的在原电池电极上的放电也实际上在很多题目中可以理解为金属的腐蚀,这样无外乎两种情况:析氢腐蚀和吸氧腐蚀,析氢腐蚀发生在酸性环境,这里无论是以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,都不是酸性环境,所以应该是发生吸氧腐蚀,正极的电子的不会是氢离子而是是氧气,故有正极反应都为:O2+2H2O+4e-=4OH-
然后B:若以NaOH溶液为电解液,显然在这里NaOH是过量的,碱性环境Al不会
以Al(OH)3↓的形式存在,而应该是【Al(OH)4】-,所以这里的负极反应应该为:Al+4OH-=【Al(OH)4】-+3e-
然后C:这就简单了,合并上面正负极反应,得到总反应.
正极反应:3O2+6H2O+12e-=12OH-
负极反应:4Al+16OH-=4【Al(OH)4】-+12e-
总反应:3O2+6H2O+4Al+4OH-=4【Al(OH)4】-
这样就不难看出反应进行的方向是要不断消耗4OH-的,所以PH要减小
最后D:D实际上最简单,记住:
外电路:电流(正电荷,阳离子)方向为正极到负极
电子(负电荷,阴离子)方向为负极到正极---外电路是正往负,负往正
内电路相反:(正电荷,阳离子)方向为负极到正极
(负电荷,阴离子)方向为正极到负极---内电路是正往正,负往负
㈥ 可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液
是原电池
负极铝失电子
正极是溶解在于溶液中的O2消耗电子,即O2+2H2O+4e-=4OH-
㈦ 可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极
原来是NaOH,後来是NaAlO2,你觉得堿性会不变吗?
㈧ 可用于电动汽车的铝-空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液,铝合金为负极,空气电极为正极.
A、电解质溶液显碱性或中性,该燃料电极的正极发生反应为:O2 +2H2O+4e-=4OH-,故A正确;
B、铝作负极,负极反应应该是铝失去电子变为铝离子,在氢氧化钠的溶液中铝离子继续与过量的碱反应生成偏铝酸根,因此负极反应为:Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O,故B错误;
C、该电池在碱性条件下消耗了碱,反应式为4Al+3O2+4OH-=4AlO2-+2H2O,溶液pH降低,故C错误;
D、电池工作时,电子从负极出来经过外电路流到正极,故D错误.
故选A.
㈨ 既然铝空气电池如此性能如此好。为什么没有运用在汽车上呢
这种形式的能量产生模式有一个固有的缺陷。当铝和氧气发生反应产生能量时,可用的铝含量会随着放电而减少。另外,这种电池只有一个电流方向:从阳极到阴极。这就意味着这种电池是不能充电的,所以当电池的电用光之后,必须取下来回收更换新的电池。
这极大地限制了铝空气电池的大规模应用推广。但是对于电动汽车来说,如果服务站的基础设施配置好了,那么这项技术倒是一个非常不错的选择。密歇根大学电池实验室的Greg Less说:“但在那之前,可充电电池,如锂离子电池才是最佳的选择。”对于小型电子设备而言,铝空气电池显然是不可取的,因为这就意味着我们需要经常更换电池。
转自网络。
㈩ 电动汽车的铝——空气燃料电池,以NaCl溶液为电解液,pH为什么保持不变呢
局部的pH是会变化的,但是溶液总体不变