电化学命题热点——新型电池

随着科技的迅速发展,各种新型电池不断涌现,像氢镍电池、高铁电池、锌-锰碱性电池、海洋电池、燃料电池（如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池）、锂离子电池、银锌电池、纽扣电池等新型电池已经得到广泛应用.这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量（单位质量释放的能量）高等特点,取材于这些新型电池的试题,既能体现化学的实用性,又能体现化学命题的时代性、新颖性,使试题在考查电化学知识的同时,又能较好地考查考生分析、灵活解答问题的能力.     

燃料电池研究的新进展

介绍燃料电池的工作原理和分类，比较各种不同类型的燃料电池的性能，透过燃料电池的国内外发展状况，重点论述了质子交换膜燃料电池的工作方式和特性、关键技术、应用和研究进展情况。     

高考中新型电池六个难点的突破

高考中的新型电池,大致有氢镍电池、高铁电池、锌-锰碱性电池、我国的海洋电池、燃料电池(如新型细菌燃料电池、氢氧燃料电池、丁烷燃料电池、甲醇质子交换膜燃料电池、CO燃料电池等)、锂离子电池、银锌电池、纽扣电池等.这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量(单位质量释放的能量)高等特点.     

膜电极制备工艺对质子交换膜燃料电池性能的影响

质子交换膜燃料电池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC)具有启动迅速、比功率高、清洁无污染等优点,被认为是21世纪最有发展前景的能源。膜电极(Membrane Electrode Assembly, MEA)是电池的核心部件,为电化学反应正常进行提供了必要条件,膜电极的制备工艺显著影响电池的使用性能和寿命。本文通过改变热压压力和热压温度来制备不同的膜电极,并在不同的电池温度和加湿温度条件下对膜电极进行性能测试。实验结果表明,在热压压力为0.15Mpa、热压温度为125℃的膜电极性能最佳,在阴极空气压力为0.4Mpa、阳极氢气压力为0.5Mpa、电池温度为40℃、空气加湿温度为50℃、氢气为常温的条件下工作的峰值功率密度为91.92mW/cm²。     

阳极相对湿度对质子交换膜燃料电池性能的影响

为研究进气相对湿度在变工况下的影响,提出相对湿度-电流(relative humidity-current,RHC)模型。该模型根据局部压力比和气体物质的量比相同的原理,考虑了阳极水的摩尔流量对电流的影响,进而得出相对湿度-电流公式。使用Gambit软件建立燃料电池相对湿度-电流模型,把相对湿度-电流模型通过自定义函数导入到流体仿真软件Fluent中进行计算。自行搭建燃料电池的测试系统,在工作温度为60℃、进气气体的相对湿度(relative humidity,RH)分别为75%和100%的条件下进行测试,然后对仿真结果和实验结果进行对比分析。结果表明:燃料电池的性能会随着相对湿度的增加而改善;当电池在工作温度为60℃、相对湿度为75%、电流密度约为296 mA/cm~2时, RHC模型仿真计算值的精确度比Fluent模型计算值提高了14.6%。     

新型化学电源的高考考点例析

高考中的新型电池,有＂高铁电池＂＂海洋电池＂＂燃料电池＂＂锂离子电池＂＂银锌电池＂＂纽扣电池＂等。这些电池一般具有高能环保、经久耐用、电压稳定、比能量高等特点。     

质子交换膜燃料电池膜电极组件及单电池的制作和运行

叙述了氢/氧(空)质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)关键部件--膜电极组件(membrane electrode assembly,MEA)的制备和单电池组装,并且实际运行了一体化燃料电池发电系统.介绍了燃料电池的工作原理和实验内容.通过实验,使学生全面了解燃料电池的基本原理、制作过程及使用方法.     

聚焦高考燃料电池电极反应的书写

燃料电池是一种不经过燃烧,将燃料的化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置。实用的燃料电池常用做新型无污染、无噪音、高效率的汽车动力和发电设备,被称为二十一世纪的“绿色电源”。不同类型的燃料电池可有不同种类的电解质。通常有水剂体系（酸性、中性或碱性）电解质、熔融盐电解质、固体（氧化物或质子交换膜）电解质等。在不同的电解质中,燃料电池的电极反应式就有不同的书写方法。     

一种新型的质子交换膜燃料电池教学演示系统设计

给出了1种质子交换燃料电池教学演示系统,并结合产品设计实际,分析了该装置的能量转换效率、电性能、压力特性和温度特性等相关技术指标.该教学演示系统在培养学生动手能力,提高学生环保意识,丰富学校实验教学等方面具有重要意义.     

关于化学电源题的解题程序

近几年高考化学中,化学电源题目成为电化学知识的热点和亮点,经常会涉及新型电池,如:"锂离子电池"、"燃料电池"、"氢镍电池"、"高铁电池"等等.该类试题,信息比较新,陌生度大,所以大部分学生对这类试题感到迷     

阴极结构对质子交换膜燃料电池性能的影响

针对质子交换膜燃料电池多孔介质中液态水水淹造成电池性能降低的问题,将扩散层和催化层中水传递和相变方程进行耦合实现水在阴极内的连续传递,建立了质子交换膜燃料电池阴极二维稳态等温两相模型,利用COMSOL Multiphysics软件进行模拟计算并进行验证.基于液态水对氧气传质阻力的影响,探究了阴极不同结构参数对多孔介质排水和电池性能的影响,获得了不同结构下阴极内的氧气浓度、液态水饱和度、过电位和氧还原速率分布情况.结果表明：该气液两相模型的电池极化曲线与实验极化曲线吻合良好;薄扩散层和适宜的扩散层孔隙率有利于液态水的排出,提升电池性能;较薄的催化层厚度有利于催化剂利用率的提高,说明引入微孔层可以有效提升电池性能.     

气体扩散层的优化与性能测试

质子交换膜燃料电池在高湿度和高电流密度下运行,需要高效的气体和液态水传输,为此制备了不同碳材料(Vulcan XC-72,Super P,Acetylene Black)的气体扩散层(Gas Diffusion Layer,GDL),并对其优化.通过GDL孔径分布和组装的单电池性能测试结果表明,Acetylene Bl...     

例谈高考化学图表信息题的解题技巧——以2014年福建高考理科综合试卷化学试题为例

<正>图表信息题是历年高考常见题型,旨在考查学生的接受、吸收、整合化学信息的能力以及分析问题和解决化学问题的能力。图表信息题常以数据记录表、曲线图、化工流程图、实验装置图、有机物结构图、有机物合成路线图等形式呈现,提供的信息量远大于文字信息,是高考试题推陈出新之处,也是学生解题思维的瓶颈和失分之处。2014年福建省高考理科综合试卷化学试题中通过分析坐标、图表、流程、转化关系呈现信息的试题     

高考化学图示题的特点及解题策略

高考化学科考查"观察能力"时,往往通过"实物、模型、图形、图表"等诸多图示呈现.图示题是指以图象、图形和表格为试题的信息来源,以化学中的基本概念、基本理论、元素化合