电学演义-002 化学电池 伏打电池的原理

电学

发明人:

伏打电池,由意大利物理学家亚历山德罗·伏打在1800年发明的。

原理:

最开始说是食盐水的抹布夹在银锌两种金属圆片之间形成的。这是v0.01版本的。

当两种不同的金属(如锌和铜)浸入电解质溶液(如稀硫酸)时,活性较高的金属(锌)会溶解,释放电子到金属板上,使其带负电;而活性较低的金属(铜)会吸引电解质中的正离子,使其带正电。

这个改进版本应该是改进了电解质,另外两种金属的活性差异较大。

本质是正离子,负电子向两个电极移动。这是电池的,包括蓄电池的本质。当然这不限制你用什么方法。就算你用铁钉+铜片插入柠檬或者其他水果。

现在的干电池的电解液是糊状的,而铅酸等电池是液体的。所以铅酸是现在较大电流的蓄电池。当然质量很重。

金属活性:

伏打通过实验发现,不同金属在电解质中产生电流的强弱顺序为:铝、锌、锡、铜、汞、银、金、铂和钯。这当然不含现代的排名前几位的:铯 > 钙 > 钠 > 钾 > 镁 > 铝。。。也可以看到,金和铂很贵,很不容易腐蚀,氧化。是昂贵的工业金属。比如做铂电偶。

增高电压的伏打电堆

化学电池跟材料有关,想提供电压,伏打电堆通过叠加多层锌和铜板,中间用浸透盐水的纸板隔开,可以显著增强电流输出。其实这个增强电流是错误的,堆叠是电池串联原理,是增高电压。电流不变的。多组并联才能增加电流。

化学电池的意义:

可以提供稳定的电压电流,做电的实验了,推动电磁学的发展。电池的作用巨大巨大的。

现代的可充电铅酸电池:

电池在放电时,金属铅是负极,发生氧化反应,被氧化为硫酸铅;二氧化铅是正极,发生还原反应,被还原为硫酸铅。电池在用直流电充电时,两极分别生成铅和二氧化铅。移去电源后,它又恢复到放电前的状态,组成化学电池。铅蓄电池是能反复充电、放电的电池。当然仍然是有寿命的,比如内部压力大鼓包,电解液干涸。通过工厂进行再生处理可以有效提高寿命,减少污染。

电池的本质好处:

大家发觉没,电的生产仍然要燃烧相当多的煤(目前仍然是占一半左右,2025年),耗费相当多能源制造光伏板,只是说通过集中生产能做到:高效的发电和环保发电,以及修建大型水电,核能。把这个污染排放降低到最低,不再是每个用电的当地都进行重度污染的发电。让用电的当地空气会很好很多。比如现在的电车普及,对于非工业的城镇,可以极大的保护空气质量。

注,图片来自网络和百科。