电池与环境的探讨
目前已广泛应用的利用太阳能进行光电转换的太阳电池(又称光伏发电)等都属于这一范畴。
金属氢化物镍蓄电池(MH-Ni)与镉镍蓄电池(Cd-Ni)有相同的工作电压(1.2V),但由于采用稀土合金或TiNi合金贮氢材料作为负极活性物质,取代了致癌物质镉,不仅使这种新型电池成为一种绿色环保电池,而且使电池的比能量提高了近40%,达到60-80 Wh/kg和210-240 Wh/L。
锂离子蓄电池由可使锂离子嵌入及脱嵌的碳负极、可逆嵌锂的金属氧化物正极(LiCoO2、LiNiO2或LiMn2O4)和有机电解质构成,其工作电压为3.6V,因此1个锂离子电池相当于3个镉镍或金属氢化物镍电池。这种电池的比能量可以超过100Wh/kg和280Wh/L,又大大超过了金属氢化物镍蓄电池的比能量。
碱性锌锰干电池较同尺寸普通干电池具有更高的容量,并具有大电流放电能力。近年来已应用了无汞锌粉,因此使这种电池成为一种绿色电池,并成为原电池中的主流产品。这种电池保持了原电池的放电特性,而且能再充电使用几十次至几百次。
聚合物锂蓄电池(也称为塑料锂蓄电池)是金属锂为负极,导电聚合物作电解质的新型电池,其比能量已达到170Wh/kg和350Wh/L。聚合物锂离子蓄电池(也称为塑料锂离子电池)则是将目前锂离子蓄电池中的有机电解液贮存于一种聚合物膜中,或是使用导电聚合物为电解质,使电池中无游离电解液。这种电池可以用铝塑料复合膜实现热压封装,具有质量轻、形状可任意改变、安全性更好的特点。
燃料电池则是一种利用燃料(如氢气或含氢燃料)和氧化剂(如纯氧或空气中的氧)直接连续发电的装置,由于避开了卡诺循环的限制,这种发电装置不仅效率高(电化学反应转换效率可高达40%以上),且无污染气体排出,因此是未来的高效、清洁发电方式,也是电动汽车理想的动力源。
太阳电池是依据半导体p-n结的光电效应原理,利用太阳能发电的器件。根据用户对功率的要求,由这种器件构成组件或方阵成为发电装置。显然这种发电方式具有其他发电方式不可比拟的优点:无需燃料、无污染、无噪声、运行简单可靠、少维护、建设周期短,因此,光伏发电是未来世界新能源中最有希望的一种。
新型绿色环保电池在满足现代化军事装备及武器、交通运输、办公自动化、矿产探查、石油钻井、医疗器械乃至家用电器等与国民经济和人们生活息息相关的领域中的需求方面,也具有非常重要的地位和作用。
3结束语
从以上分析可以看出,资源综合利用是解决资源短缺、治理环境的有效办法,也是关系到有效资源可持续利用的大问题。而新型绿色环保电池技术已经在国际上被公认为应优先发展的技术。因此,结合中国的国情,加速发展新型绿色环保电池技术及相应产业已是刻不容缓的任务。
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