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水溶液Zn-H₂O₂等电池探索

作　者: 蒋建红
导　师: 张世民
学　校: 中南大学
专　业: 应用化学
关键词: 过氧化氢锌电池硝酸铈铵水合肼
分类号: TM911
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 17次
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内容摘要

以H202作为电池正极活性物质,锌片作为负极,组装了Zn-H2O2电池。氯化铵作为阳极区电解质,硫酸作为阴极区电解质,碳毡作为惰性阴极。阴极和阳极区两极的电解液均为50ml,且用PE-01号膜隔开。在室温下,以5Q恒阻放电。研究了不同硫酸、过氧化氢以及氯化铵浓度下Zn-H2O2电池的放电性能。当硫酸浓度增大到2.4M时,膜两边溶液的渗透压不同,导致膜两边液面有变化。并且碳毡和膜上析出一层透明的晶体。经烘干后,测得这种晶体是(NH4)2Zn(SO4)2·6H2O, (NH4)2Zn(SO4)2和ZnSO4(H2O)的混合物。当过氧化氢的浓度为3.52M,硫酸浓度为3.2M,氯化铵的浓度为5M时,Zn-H2O2电池放电效果最佳,放电平均电流为190mA,放电电压为0.95V左右,放电时间超过30h。在上述条件下电池的实际质量能量密度为42.73 W h kg-1。以1M硝酸铈铵溶液为正极活性物质,碳毡作为惰性阴极,以锌片为负极,5M氯化铵作为阳极区电解质,当阴阳两极区的溶液都为50ml时,Zn-(NH4)2Ce(NO3)6电池在5Ω下恒阻,放电电压为1.7V左右,放电时间为2小时。通过计算,Zn-(NH4)2Ce(NO3)6电池的实际能量密度是11.48 W h kg-1,为Zn-H2O2电池的1/4。以H202作为电池正极活性物质,水合肼作为电池负极活性物质,碳毡作为惰性阴、阳极,组装了N2H4-H2O2电池。当N2H4-H2O2电池阴极区为4M过氧化氢与5M氯化铵,阳极区为1M水合肼和4M氢氧化钾时,5Ω恒阻,放电电压为0.45V左右,放电时间40小时。

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