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看完这篇关于电池的高票回答 可防储能大忽悠
发布时间:2024-01-10 20:30:16
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  我们生活中所见到的绝大部分燃料与电池,这类能量载体,涉及到的具体化学过程千变万化,但总能归纳到一个氧化还原反应。

  氧化还原反应的实质是电子从还原剂到氧化剂的转移。大家有没觉得跟电池很像?电池的负极为还原剂,正极为氧化剂(不是特别准确)。电子从负极经过外部电路流至正极,然后顺便做点功:点亮灯泡,驱动车辆,支撑手机与电脑。

  既然电子是能量的来源,那么我们就能够最终靠电子的密度来估计单位体积内的包含的能量了。这里我们先假设电子能做的功都是一致的(这个显然不对,实际上取决于氧化剂与还原剂的种类。但如果仔细考察,对于常见的电池与燃料,这点不是重要的因素)。

  2. 能量载体的电子转移比例。如果化学忘光了,这点很不好理解;如果还有些印象,这点也很好理解。原子的内层电子基本不参与化学反应,自然也不会转移,只有外层那几个才会转移做功。电子转移比例是指参与反应的电子数与分子总电子数的比例。通常而言,还原剂的外层电子数不会太多,但内层电子数可是随着原子数增大而增大的。更要紧的是,原子数增加后质子与中子都在增加,而这两者都是质量的主要来源。

  1)H2-2e=2H+ 氢原子只有一个电子,全参与反应了,电子转移比是100%

  2)Li-e=Li+ 锂原子有三个电子,只有一个参与反应,电子转移比是1/3=33%

  3)Zn-2e=Zn(2+) 锌原子有三十个电子,只有两个参与反应,电子转移比是2/30=6.7%

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