1.石墨烯电池的发展前景
美国俄亥俄州的Nanotek仪器公司利用锂离子在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出一种新的电池。这种新的电池可把数小时的充电时间压缩至短短不到一分钟。分析人士认为,未来一分钟快充石墨烯电池实现产业化后,将带来电池产业的变革,从而也促使新能源汽车产业的革新。
新型石墨烯电池实验阶段的成功,无疑将成为电池产业的一个新的发展点。电池技术是电动汽车大力推广和发展的最大门槛,而目前的电池产业正处于铅酸电池和传统锂电池发展均遇瓶颈的阶段,石墨烯储能设备的研制成功后,若能批量生产,则将为电池产业乃至电动车产业带来新的变革。
由于其独有的特性,石墨烯被称为“神奇材料”,科学家甚至预言其将“彻底改变21世纪”。曼彻斯特大学副校长Colin Bailey教授称:“石墨烯有可能彻底改变数量庞大的各种应用,从智能手机和超高速宽带到药物输送和计算机芯片。”
最近美国加州大学洛杉矶分校的研究人员就开发出一种以石墨烯为基础的微型超级电容器,该电容器不仅外形小巧,而且充电速度为普通电池的1000倍,可以在数秒内为手机甚至汽车充电,同时可用于制造体积较小的器件。
微型石墨烯超级电容技术突破可以说是给电池带来了革命性发展。目前主要制造微型电容器的方法是平板印刷技术,需要投入大量的人力和成本,阻碍了产品的商业应用。而现在只需要常见的DVD刻录机,甚至是在家里,利用廉价材料30分钟就可以在一个光盘上制造100多个微型石墨烯超级电容。
正是看到了石墨烯的应用前景,许多国家纷纷建立石墨烯相关技术研发中心,尝试使用石墨烯商业化,进而在工业、技术和电子相关领域获得潜在的应用专利。欧盟委员会将石墨烯作为“未来新兴旗舰技术项目”,设立专项研发计划,未来10年内拨出10亿欧元经费。英国政府也投资建立国家石墨烯研究所(NGI),力图使这种材料在未来几十年里可以从实验室进入生产线和市场。
中国在石墨烯研究上也具有独特的优势,从生产角度看,作为石墨烯生产原料的石墨,在我国储能丰富,价格低廉。另外,批量化生产和大尺寸生产是阻碍石墨烯大规模商用的最主要因素。利用化学气相沉积法成功制造出了国内首片15英寸的单层石墨烯,并成功地将石墨烯透明电极应用于电阻触摸屏上,制备出了7英寸石墨烯触摸屏。
中科院重庆绿色智能技术研究院的研究人员在展示单层石墨烯产品的超强透光性和柔性。
由于石墨烯拥有超乎想像的导电能力,石墨烯电池概念成为突破目前电池技术瓶颈的救命稻草。尤其国内电动汽车行业但凡有技术突破都与石墨烯电池挂钩。
随着研究的不断深入,技术难题的接连攻克,应用范围也在不断拓宽,相信石墨烯器件时代已为期不远,现在也可以期待一下这一“21世纪的神奇材料”会带来怎样的惊喜。
2.有关废电池的论文
电池是我们日常生活中最常用的商品之一,照相机、录音机、MP3、CD、DV、门铃、遥控器等,都离不开电池。我国是民用干电池的生产和消费大国,年产量达150亿只,消耗量达到了80亿只,主要为锌锰和碱性锌锰电池,平均每个中国人一年就要消费5只电池。随意丢弃电池,不仅严重污染环境,危害人体健康,而且浪费了国家有限的资源。以每生产100亿只电池计算,全年将要消耗15.6万吨锌、22.6万吨二氧化锰、2080吨铜、2.7万吨氯化锌、7.9万吨氯化铵、4.3万吨碳棒;我国锌矿资源逐渐枯竭,产能逐量下降,按目前开采进度,专家测算,只能开采19年了!也就是说,再过20年,我国将变成无锌或贫锌国家。节约型社会建设,这就要求我们必须重视对废电池进行资源化利用!
目前环境问题以及循环经济的可持续发展问题,已成为全球关注的焦点,包括废电池在内的工业废弃物的再生资源已引起了世界各国的重视,再生资源利用行业已成为世界看好的阳光产业,也就成为各国关注的紧迫课题。
对于废电池的回收利用,吉林省率先在全国拟出台条例禁止随意丢弃废电池。在今年7月25日召开的吉林省十届人大常委会第二十一次会议上,吉林省人大环资委副主任委员寇承甫先生建议,在《吉林省危险废弃物污染环境防治条例(草案)》中明确规定,禁止随意丢弃废电池。前不久,欧盟委员会也通过了一项关于制定废电池回收、再利用的新指令,该指令要求在欧盟出售的所有的电池,必须予以回收和循环再利用。
“世界上只有放错地方的资源,而没有不能利用的废弃物”。废电池利用是个世界性的课题,但迄今还没有一种得到普遍接受和运用的、经济型的综合利用工艺。现有的一些方法,比生产电池本身还要复杂,工本费也比生产电池还高,经营者无利益驱动,缺乏积极性。特别是有些工艺在解决了锌、锰的回收率和出路时,对剩余物质的处理研究不够,经济上不合算,技术上限制了其推广应用,综合利用无从谈起。这样,废旧电池一般作为生活垃圾被丢弃,当电池壳体破裂后,汞、锌、锰等金属物就污染水源、土壤,亦通过食物链进入生态环境,造成区域性的严重生态环境污染。
建设节约型社会,就要依靠科技进步和科技创新;废干电池也是“放错了地方的资源”,是完全可以变废为宝的。据测算:1吨废干电池可回收131公斤钢,160公斤锌,375公斤二氧化锰。这些金属的再生要比矿石中提取容易得多,同时又能消除对环境的污染。因此,对废干电池进行资源化利用,是利国利民、一举多得的好事。
3.有关废电池的论文
电池是我们日常生活中最常用的商品之一,照相机、录音机、MP3、CD、DV、门铃、遥控器等,都离不开电池。
我国是民用干电池的生产和消费大国,年产量达150亿只,消耗量达到了80亿只,主要为锌锰和碱性锌锰电池,平均每个中国人一年就要消费5只电池。随意丢弃电池,不仅严重污染环境,危害人体健康,而且浪费了国家有限的资源。
以每生产100亿只电池计算,全年将要消耗15.6万吨锌、22.6万吨二氧化锰、2080吨铜、2.7万吨氯化锌、7.9万吨氯化铵、4.3万吨碳棒;我国锌矿资源逐渐枯竭,产能逐量下降,按目前开采进度,专家测算,只能开采19年了!也就是说,再过20年,我国将变成无锌或贫锌国家。节约型社会建设,这就要求我们必须重视对废电池进行资源化利用! 目前环境问题以及循环经济的可持续发展问题,已成为全球关注的焦点,包括废电池在内的工业废弃物的再生资源已引起了世界各国的重视,再生资源利用行业已成为世界看好的阳光产业,也就成为各国关注的紧迫课题。
对于废电池的回收利用,吉林省率先在全国拟出台条例禁止随意丢弃废电池。在今年7月25日召开的吉林省十届人大常委会第二十一次会议上,吉林省人大环资委副主任委员寇承甫先生建议,在《吉林省危险废弃物污染环境防治条例(草案)》中明确规定,禁止随意丢弃废电池。
前不久,欧盟委员会也通过了一项关于制定废电池回收、再利用的新指令,该指令要求在欧盟出售的所有的电池,必须予以回收和循环再利用。 “世界上只有放错地方的资源,而没有不能利用的废弃物”。
废电池利用是个世界性的课题,但迄今还没有一种得到普遍接受和运用的、经济型的综合利用工艺。现有的一些方法,比生产电池本身还要复杂,工本费也比生产电池还高,经营者无利益驱动,缺乏积极性。
特别是有些工艺在解决了锌、锰的回收率和出路时,对剩余物质的处理研究不够,经济上不合算,技术上限制了其推广应用,综合利用无从谈起。这样,废旧电池一般作为生活垃圾被丢弃,当电池壳体破裂后,汞、锌、锰等金属物就污染水源、土壤,亦通过食物链进入生态环境,造成区域性的严重生态环境污染。
建设节约型社会,就要依靠科技进步和科技创新;废干电池也是“放错了地方的资源”,是完全可以变废为宝的。据测算:1吨废干电池可回收131公斤钢,160公斤锌,375公斤二氧化锰。
这些金属的再生要比矿石中提取容易得多,同时又能消除对环境的污染。因此,对废干电池进行资源化利用,是利国利民、一举多得的好事。
4.求论文“化学|电池”的摘要和引言
化学电池将化学能直接转变为电能的装置。
主要部分是电解质溶液、浸在溶液中的正、负电极和连接电极的导线。依据能否充 电复原,分为原电池和蓄电池两种 化学电池的种类 化学电池按工作性质可分为:一次电池(原电池);二次电池(可充电电池);铅酸蓄电池。
其中:一次电池可分为:糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为:镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。
铅酸蓄电池可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。 1.锌锰电池 锌二氧化锰电池(简称锌锰电池) 又称勒兰社(Leclanche)电池,是法国科学家勒兰社(Leclanche,1839-1882)于1868年发明的由锌(Zn)作负极,二氧化锰(MnO2)为正极,电解质溶液采用中性氯化铵(NH4Cl)、氧化锌(ZnCl2)的水溶液,面淀粉或浆层纸作隔离层制成的电池称锌锰电池,由于其电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其它载体上而呈现不流动状态,故又称锌锰干电池。
按使用隔离层区分为糊式和板式电池两种,板式又按电解质液不同分铵型和锌型电池纸板电池两种。 干电池用锌制筒形外壳作负极,位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极,在石墨棒的周围由内向外依次是A:二氧化锰粉末(黑色)------用于吸收在正极上生成的氢气(以防止产生极化现象);B:用饱和了氯化铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。
电极反应式为:负极(锌筒):Zn +– 2e === Zn(NH3)2Cl2↙+2H+ 正极(石墨):2NH4+ === 2NH3 ↑+ H2↑ H2O + 2MnO2 + 2e === 2MnOOH+ 2OH- 总反应:Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 === Zn(NH3)2Cl2↙+2MnOOH 干电池的电压大约为1.5V,不能充电再生。 2.碱性锌锰电池 20世纪中期在锌锰电池基础上发展起来的,是锌锰电池的改进型。
电池使用氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)的水溶液做电解质液,采用了与锌锰电池相反的负极结构,负极在内为膏状胶体,用铜钉做集流体,正极在外,活性物质和导电材料压成环状与电池外壳连接,正、负极用专用隔膜隔开制成的电池。 3.铅酸蓄电池 1859年法国普兰特(Plante)发现,由正极板、负极板、电解液、隔板、容器(电池槽)等5个基本部分组成。
用二氧化铅作正极活性物质,铅作负极活性物质,硫酸作电解液,微孔橡胶、烧结式聚氯乙烯、玻璃纤维、聚丙烯等作隔板制成的电池。 铅蓄电池可放电也可以充电,一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳(防止酸液的泄漏);设有多层电极板,其中正极板上有一层棕褐色的二氧化铅,负极是海绵状的金属铅,正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板隔开(以防止电极之间发生短路);两极均浸入到硫酸溶液中。
放电时为原电池,其电极反应为: 负极:Pb + SO42-- 2e === PbSO4 正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e === PbSO4 + 2H2O 总反应式为:Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O 当放电进行时,硫酸溶液的的浓度将不断降低,当溶液的密度降到1.18g/ml 时应停止使用进行充电,充电时为电解池,其电极反应如下: 阳极:PbSO4 + 2H2O- 2e === PbO2 + 4H+ + SO42- 阴极:PbSO4 + 2e === Pb + SO42- 总反应式为:2PbSO4 + 2H2O ====== Pb + PbO2 + 2H2SO4 当溶液的密度升到1.28g/ml时,应停止充电。 上述过程的总反应式为: 放电 Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O 充电 4.锌银电池 一般用不锈钢制成小圆盒形,圆盒由正极壳和负极壳组成,形似纽扣(俗称纽扣电池)。
盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料,电解质溶液为KOH浓溶液。电极反应式如下: 负极:Zn + 2OH- -2e=== ZnO + H2O 正极:Ag2O + H2O + 2e === 2Ag + 2OH- 电池的总反应式为:Ag2O + Zn ====== 2Ag + ZnO 电池的电压一般为1.59V,使用寿命较长。
5.镉镍电池和氢镍以及金属氢化物镍电池 二者均采用氧化镍或氢氧化镍作正极,以氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液作电解质溶液,金属镉或金属氢化物作负极。金属氢化物电池为20世纪80年代末,利用吸氢合金和释放氢反应的电化学可逆性发明制成,是小型二次电池主导产品。
6.锂电池 锂电池是一类以金属锂或含锂物质作为负极材料的化学电源的总称通称锂电池,分为一次锂电池和二次锂电池。 7.锂离子电池 指能使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极,锂的化合物作正极,混合电解液作电解质液制成的电池。
锂离子电池是1990年有日本索尼公司研制出并首先实现产品化。国内外已商品化的锂离子电池正极是LiCoO2,负极是层状石墨,电池的电化学表达式为(—) C6▏1mol/L LiPF6-EC+DEC▏LiCoO2(+) 8.氢氧燃料电池 这是一种高效、低污染的新型电池,主要用于航天领域。
其电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性碳电极等。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。
电极反应式如下: 负极:2H2 + 4OH- -4e=== 4H2O 正极:O2 + 2H2O + 4e=== 4OH- 总反应式:2H2 + O2 === 2H2O 9.熔融盐燃料电池 这是一种具有极。
5.求论文“化学|电池”的摘要和引言
化学电池将化学能直接转变为电能的装置。
主要部分是电解质溶液、浸在溶液中的正、负电极和连接电极的导线。依据能否充 电复原,分为原电池和蓄电池两种 化学电池的种类 化学电池按工作性质可分为:一次电池(原电池);二次电池(可充电电池);铅酸蓄电池。
其中:一次电池可分为:糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为:镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。
铅酸蓄电池可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。 1.锌锰电池 锌二氧化锰电池(简称锌锰电池) 又称勒兰社(Leclanche)电池,是法国科学家勒兰社(Leclanche,1839-1882)于1868年发明的由锌(Zn)作负极,二氧化锰(MnO2)为正极,电解质溶液采用中性氯化铵(NH4Cl)、氧化锌(ZnCl2)的水溶液,面淀粉或浆层纸作隔离层制成的电池称锌锰电池,由于其电解质溶液通常制成凝胶状或被吸附在其它载体上而呈现不流动状态,故又称锌锰干电池。
按使用隔离层区分为糊式和板式电池两种,板式又按电解质液不同分铵型和锌型电池纸板电池两种。 干电池用锌制筒形外壳作负极,位于中央的顶盖上有铜帽的石墨棒作正极,在石墨棒的周围由内向外依次是A:二氧化锰粉末(黑色)------用于吸收在正极上生成的氢气(以防止产生极化现象);B:用饱和了氯化铵和氯化锌的淀粉糊作为电解质溶液。
电极反应式为:负极(锌筒):Zn +– 2e === Zn(NH3)2Cl2↙+2H+ 正极(石墨):2NH4+ === 2NH3 ↑+ H2↑ H2O + 2MnO2 + 2e === 2MnOOH+ 2OH- 总反应:Zn + 2NH4Cl + 2MnO2 === Zn(NH3)2Cl2↙+2MnOOH 干电池的电压大约为1.5V,不能充电再生。 2.碱性锌锰电池 20世纪中期在锌锰电池基础上发展起来的,是锌锰电池的改进型。
电池使用氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)的水溶液做电解质液,采用了与锌锰电池相反的负极结构,负极在内为膏状胶体,用铜钉做集流体,正极在外,活性物质和导电材料压成环状与电池外壳连接,正、负极用专用隔膜隔开制成的电池。 3.铅酸蓄电池 1859年法国普兰特(Plante)发现,由正极板、负极板、电解液、隔板、容器(电池槽)等5个基本部分组成。
用二氧化铅作正极活性物质,铅作负极活性物质,硫酸作电解液,微孔橡胶、烧结式聚氯乙烯、玻璃纤维、聚丙烯等作隔板制成的电池。 铅蓄电池可放电也可以充电,一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳(防止酸液的泄漏);设有多层电极板,其中正极板上有一层棕褐色的二氧化铅,负极是海绵状的金属铅,正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板隔开(以防止电极之间发生短路);两极均浸入到硫酸溶液中。
放电时为原电池,其电极反应为: 负极:Pb + SO42-- 2e === PbSO4 正极:PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e === PbSO4 + 2H2O 总反应式为:Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O 当放电进行时,硫酸溶液的的浓度将不断降低,当溶液的密度降到1.18g/ml 时应停止使用进行充电,充电时为电解池,其电极反应如下: 阳极:PbSO4 + 2H2O- 2e === PbO2 + 4H+ + SO42- 阴极:PbSO4 + 2e === Pb + SO42- 总反应式为:2PbSO4 + 2H2O ====== Pb + PbO2 + 2H2SO4 当溶液的密度升到1.28g/ml时,应停止充电。 上述过程的总反应式为: 放电 Pb + PbO2 + 2H2SO4 ====== 2PbSO4 + 2H2O 充电 4.锌银电池 一般用不锈钢制成小圆盒形,圆盒由正极壳和负极壳组成,形似纽扣(俗称纽扣电池)。
盒内正极壳一端填充由氧化银和石墨组成的正极活性材料,负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料,电解质溶液为KOH浓溶液。电极反应式如下: 负极:Zn + 2OH- -2e=== ZnO + H2O 正极:Ag2O + H2O + 2e === 2Ag + 2OH- 电池的总反应式为:Ag2O + Zn ====== 2Ag + ZnO 电池的电压一般为1.59V,使用寿命较长。
5.镉镍电池和氢镍以及金属氢化物镍电池 二者均采用氧化镍或氢氧化镍作正极,以氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液作电解质溶液,金属镉或金属氢化物作负极。金属氢化物电池为20世纪80年代末,利用吸氢合金和释放氢反应的电化学可逆性发明制成,是小型二次电池主导产品。
6.锂电池 锂电池是一类以金属锂或含锂物质作为负极材料的化学电源的总称通称锂电池,分为一次锂电池和二次锂电池。 7.锂离子电池 指能使锂离子嵌入和脱嵌的碳材料代替纯锂作负极,锂的化合物作正极,混合电解液作电解质液制成的电池。
锂离子电池是1990年有日本索尼公司研制出并首先实现产品化。国内外已商品化的锂离子电池正极是LiCoO2,负极是层状石墨,电池的电化学表达式为(—) C6▏1mol/L LiPF6-EC+DEC▏LiCoO2(+) 8.氢氧燃料电池 这是一种高效、低污染的新型电池,主要用于航天领域。
其电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性碳电极等。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。
电极反应式如下: 负极:2H2 + 4OH- -4e=== 4H2O 正极:O2 + 2H2O + 4e=== 4OH- 总反应式:2H2 + O2 === 2H2O 9.熔融盐燃料电池 这是一种具有极。
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