4D 化學專題研習功課

組長 : 鄺煒杰 ( 統籌 ) 組員 : 易俊健 ( 製作簡報 ) 譚雯嘉 ( 搜集資料 ) 謝日昇 ( 搜集資料 )

P.s. 「工作分佈平均 , 每人均有盡力完成工作。」

化學電池，電化學上也稱之為電化學池（簡稱電池），是指通過氧化還原反應，把正極、負極活性物質的化學能，轉化為電能的一類裝置。與普通氧化還原反應不同的是氧化和還原反應是分開進行的，氧化在負極，還原在正極，而電子得失是通過外部線路進行的，所以形成了電流。這是所有電池的本質特點。

經過長期的研究、發展，化學電池迎來了品種繁多，應用廣泛。現代社會的人們，每天的日常生活中，越來越離不開化學電池了。現在世界上很多電化學科學家，把興趣集中在做為電動汽車動力的化學電池領域。

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目前已知的全球第一個電池 : 伏打電堆

1.乾電池和液體電池 2.一次性電池和可充電電池 3.燃料電池 4.小歷史

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乾電池和液體電池的區分僅限於早期電池發展的那段時期。最早的電池由裝滿電解液的玻璃容器和兩個電極組成。後來推出了以糊狀電解液為基礎的電池，也稱做乾電池。

現在仍然有「液體」電池。一般是體積非常龐大的品種。如那些做為不間斷電源的大型固定型鉛酸蓄電池或與太陽能電池配套使用的鉛酸蓄電池。對於移動設備，有些使用的是全密封，免維護的鉛酸蓄電池，這類電池已經成功使用了許多年，其中的電解液硫酸是由矽凝膠固定或被玻璃纖維隔板吸付的。

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一次性電池俗稱「用完即棄」電池，因為它們的電量耗盡後，無法再充電使用，只能丟棄。常見的一次性電池包括鹼錳電池、鋅錳電池和鋰電池等

可充電電池按製作材料和工藝上的不同 , 常見的有鉛酸電池、鎳鎘電池和鋰離子電池等。其優點是循環壽命長，它們可全充放電 200 多次，有些可充電電池的負荷力要比大部分一次性電池高。普通鎳鎘、鎳氫電池使用中，特有的記憶效應，造成使用上的不便，常常引起提前失效。可充電電池又稱二次電池

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燃料電池是一種將燃料的化學能透過電化學反應直接轉化成電能的裝置 燃料電池是利用氫氣在陽極進行的是氧化反應，將氫氣氧化成氫離子，而氧氣在陰極進行還原反應，與由陽極傳來的氫離子結合生成水。氧化還原反應過程中就可以產生電流。 燃料電池的技術包括了出現鹼性燃料電池和直接甲醇燃料電池等，而其中，利用甲醇氧化反應作為正極反應的燃料電池技術，更是被業界所看好而積極發展。

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人們最初由物體間的摩擦 發現了能夠產生『靜電』。 十七世紀末時，人們發現將 玻璃瓶內外貼上兩不相接金屬片， 可以儲存產生的電荷，也就是所謂的 來頓瓶。 人們發現儲存的電荷會『電』人體，於是開始以其他動物當實驗品。 1780 年時 義大利 Luigi Galvani 發現以不同金屬觸及死去的青蛙時， 青蛙會 抖動。他認為發現了新的電源—動物電。 另一位義大利人 Volta 則認為 電的來源不是青蛙， 是不同的金屬接觸所造成，青蛙只是讓我們知道電流通過的『電流計』而已。

由於體認到 舌頭很靈敏，於是將自己的舌頭取代青蛙， 將兩不同金屬接觸於舌頭兩端，果真感覺由電流流過。 而且只要金屬一直接觸，則電流會源源不絕的產生。 （他當時使用 錫和金或銀，但是用鋁和銀效果將更好）。

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簡易自製 : 檸檬電池

氧化銀

鹼性錳

鋅碳電池

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電池一般都由四個部分組成，包括：電極、電解質、隔膜及外殼。以市面上最常見與用途最廣的鹼性電池為例，它是以二氧化錳為陰極、鋅為陽極，氫氧化鉀水溶液為電解液所構成。陰極－為獲得較高性能，使用高純度的電解二氧化錳與石墨的混合物。陽極－為增加進行反應的表面積，故用膠態的鋅粉。而以往陽極都是採用鋅與汞的合金，藉此以避免鋅的腐蝕，但因為汞具有毒性，現在已不採用而改以鈉或其他金屬代替。電解質－主要使用的是氫氧化鉀，以 40%的氫氧化鉀濃水溶液溶解氧化鋅至飽和，以防止鋅的自然溶解與氣體的發生。隔膜－陰陽極的直接接觸會造成內部短路，減低電池壽命，故隔離層由特殊可防止固態粒子通過但可讓電子通過的材料組成，以避免短路。主要使用的為多孔性纖維質不織布與棉狀構造物質。

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1. 一次電池：放完電即丟棄的電池。 2.二次電池：可反覆充電的電池。 3. 能量密度：指單位重量或容量的能量，此值愈大，愈可能使電池的輕小化。

4.記憶效應：在特定情況下，電池發生暫時性容量或電壓的耗損，亦即此時鎳鎘電池無　　　論如何充電都充不足電，或看似充滿了電，卻一下就消耗光了。

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作完這次專題後 ,我們皆獲益不少。我們學懂了分工合作 ,互相專重。平日上課時 ,我們在化學電池的認識有限 ,但做完這份專題後 ,我們對化學電池的認識皆有增加 !

另外 ,我們還學懂了如何有組織地做專題研習和搜尋資料等…

綜觀來看 , 做專題研習百利而無一害。這份專題使我們更主動學習和增進了知識。

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