能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件

第五讲能源化学和环境化学5.1能源和能源的利用

能源和能源化学核能太阳能地球内放射性元素衰变核能能源能源化学能源材料新能源材料节能材料储能材料第五讲能源化学和环境化学5.1能源和能源的利用第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学

能源的利用和热力学函数

热力学第一定律：

热力学第二定律：孤立体系封闭体系开放体系状态状态函数第五讲能源化学和环境化学能源的利用和热力学函数第五讲能源化学和环境化学能量的“品味”第五讲能源化学和环境化学能量的“品味”第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学

热力学第二定律应用：吉布斯自由能（焓）牛顿麦克斯韦吉布斯爱因斯坦第五讲能源化学和环境化学热力学第二定律应用：吉布第五讲能源化学和环境化学处理化学过程问题：第五讲能源化学和环境化学处理化学过程问题：第五讲能源化学和环境化学5.2键能反应热和反应性质CO2+H2O

共价键能第五讲能源化学和环境化学5.2键能反应热和反第五讲能源化学和环境化学

反应热和反应性质化学键能估算反应热第五讲能源化学和环境化学反应热和反应性质化学键能第五讲能源化学和环境化学由键型变化估计反应热符号，推断反应情况：第五讲能源化学和环境化学由键型变化估计反应热符号第五讲能源化学和环境化学5.3氢能源绿色能源/环保能源太阳能＋水氢气＋氧气第五讲能源化学和环境化学5.3氢能源绿色能源/第五讲能源化学和环境化学

储氢材料金属氢化物储氢镧系储氢材料第五讲能源化学和环境化学储氢材料金属氢化物储氢第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学

激光分离同位素H和D第五讲能源化学和环境化学激光分离同位素H和第五讲能源化学和环境化学热核聚变燃料D元素的制备：富集和分离

CO2激光器化学键键振动模的特性区别第五讲能源化学和环境化学热核聚变燃料D元素的制备第五讲能源化学和环境化学5.4石油和天然气

石油的炼制：分馏裂化重整精制石油化工：有机化学家和高分子化学家摆弄化学键的艺术家催化反应和催化剂：路易酸碱理论配位理论第五讲能源化学和环境化学5.4石油和天然气石能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件

煤的组成和结构煤的综合利用：焦化气化液化第五讲能源化学和环境化学5.5煤炭煤的组成和结构第五讲能源化学和环境化学5.5能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件第五讲能源化学和环境化学5.6电池

常用的干电池和蓄电池锌锰干电池铅酸蓄电池燃料电池可充电电池（二次电池）特别介绍环保可充电电池我们生活在一个充满电池的时代第五讲能源化学和环境化学5.6电池常用的干电能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件25040010020030020015010050VolumicEnergyDensity(Wh/l)Li-iongoal锂电池目标Li-ionatpresent锂电池现在情况Ni-MH镍氢电池Ni-Cd镍镉电池Lead-acid铅酸电池EV应用固定型0EnergyDensity(Wh/kg)二次电池的能量密度趋势与EV25040010020030020015010050Volu充电电池镍氢电池液体锂电池聚合物锂电池持久更持久更轻、更薄更持久充电电池镍氢电池液体锂电池聚合物锂电池持久更持久更轻、锌锰干电池环境重污染锌锰干电池铅酸蓄电池优缺点：大电流放电/廉价能量密度低环境重污染铅酸蓄电池优缺点：氢氧燃料电池：高转化效率可持续－“小发电机”没有污染第五讲能源化学和环境化学氢氧燃料电池：第五讲能源化学和环境化学能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件直接甲醇燃料电池（DMFC）直接甲醇燃料电池（DMFC）固体氧化物燃料电池（SOFC）固体氧化物燃料电池（SOFC）第五讲能源化学和环境化学

可充电电池（二次电池）特别介绍可充电电池和环保可充电电池聚合物锂电第五讲能源化学和环境化学可充电电池（二次电池）特锂锰柱式系列锂离子柱式系列镍镉系列镍氢电池组块锂锰柱式系列锂离子柱式系列镍镉系列镍氢电池组块能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件应急照明系列通讯电池系列应急照明系列通讯电池系列通讯类组合电池组合动力电池通讯类组合电池组合动力电池动力电池电动工具系列动力电池电动工具系列可充电电池的应用领域：可充电电池的应用领域：第五讲能源化学和环境化学镍镉电池原理：采用Ni(OH)2作为正极，CdO作为负极，碱液（主要为KOH）作为电解液，电池充电时，总反应为：

2Ni(OH)2+Cd(OH)2→2NiOOH+Cd+2H2O

放电时，反应逆向进行NiOOH+H2O+e→Ni(OH)2+OH-Cd+2OH-+2e→Cd(OH)2

第五讲能源化学和环境化学镍镉电池原理：能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件第五讲能源化学和环境化学镍氢电池原理：采用与镍镉电池相同的Ni氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为KOH）作为电解液充电时，正极：Ni(OH)2–e+OH-→NiOOH+H2O

负极：MHn+ne→M+n/2H2

放电时，正极：NiOOH+H2O+e→Ni(OH)2+OH-

负极：M+n/2H2

→MHn+ne第五讲能源化学和环境化学镍氢电池原理：能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件第五讲能源化学和环境化学锂离子电池原理：正极主要成分为LiCoO2，负极主要为C充电时

正极反应：LiCoO2→Li1-xCoO2+xLi++xe-

负极反应：C+xLi++xe-→CLix

电池总反应：LiCoO2+C→Li1-xCoO2+CLix

放电时发生上述反应的逆反应。

第五讲能源化学和环境化学锂离子电池原理：Lithiumionbattery锂离子电池结构示意图Lithiumionbattery锂离子电池结构示意图

聚合物锂电结构示意图聚合物锂电结构示意图PolymerlithiumionbatteryPolymerlithiumionbattery聚合物锂电聚合物锂电第五讲能源化学和环境化学

金属电化学腐蚀机理形成原电池电化腐蚀过程第五讲能源化学和环境化学金属电化学腐蚀机理第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学

金属电化学腐蚀保护

1.隔离涂层保护法刷漆镀铬

2.阳极保护法构成原电池阴极牺牲阳极镀锌轮船壳大型金属结构

3.改变金属晶体结构（表面结构）保护法不锈钢、深度氧化表层结构等第五讲能源化学和环境化学金属电化学腐蚀保护第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学5.1能源和能源的利用

能源和能源化学核能太阳能地球内放射性元素衰变核能能源能源化学能源材料新能源材料节能材料储能材料第五讲能源化学和环境化学5.1能源和能源的利用第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学

能源的利用和热力学函数

热力学第一定律：

热力学第二定律：孤立体系封闭体系开放体系状态状态函数第五讲能源化学和环境化学能源的利用和热力学函数第五讲能源化学和环境化学能量的“品味”第五讲能源化学和环境化学能量的“品味”第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学

热力学第二定律应用：吉布斯自由能（焓）牛顿麦克斯韦吉布斯爱因斯坦第五讲能源化学和环境化学热力学第二定律应用：吉布第五讲能源化学和环境化学处理化学过程问题：第五讲能源化学和环境化学处理化学过程问题：第五讲能源化学和环境化学5.2键能反应热和反应性质CO2+H2O

共价键能第五讲能源化学和环境化学5.2键能反应热和反第五讲能源化学和环境化学

反应热和反应性质化学键能估算反应热第五讲能源化学和环境化学反应热和反应性质化学键能第五讲能源化学和环境化学由键型变化估计反应热符号，推断反应情况：第五讲能源化学和环境化学由键型变化估计反应热符号第五讲能源化学和环境化学5.3氢能源绿色能源/环保能源太阳能＋水氢气＋氧气第五讲能源化学和环境化学5.3氢能源绿色能源/第五讲能源化学和环境化学

储氢材料金属氢化物储氢镧系储氢材料第五讲能源化学和环境化学储氢材料金属氢化物储氢第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学第五讲能源化学和环境化学

激光分离同位素H和D第五讲能源化学和环境化学激光分离同位素H和第五讲能源化学和环境化学热核聚变燃料D元素的制备：富集和分离

CO2激光器化学键键振动模的特性区别第五讲能源化学和环境化学热核聚变燃料D元素的制备第五讲能源化学和环境化学5.4石油和天然气

石油的炼制：分馏裂化重整精制石油化工：有机化学家和高分子化学家摆弄化学键的艺术家催化反应和催化剂：路易酸碱理论配位理论第五讲能源化学和环境化学5.4石油和天然气石能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件

煤的组成和结构煤的综合利用：焦化气化液化第五讲能源化学和环境化学5.5煤炭煤的组成和结构第五讲能源化学和环境化学5.5能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件第五讲能源化学和环境化学5.6电池

常用的干电池和蓄电池锌锰干电池铅酸蓄电池燃料电池可充电电池（二次电池）特别介绍环保可充电电池我们生活在一个充满电池的时代第五讲能源化学和环境化学5.6电池常用的干电能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件25040010020030020015010050VolumicEnergyDensity(Wh/l)Li-iongoal锂电池目标Li-ionatpresent锂电池现在情况Ni-MH镍氢电池Ni-Cd镍镉电池Lead-acid铅酸电池EV应用固定型0EnergyDensity(Wh/kg)二次电池的能量密度趋势与EV25040010020030020015010050Volu充电电池镍氢电池液体锂电池聚合物锂电池持久更持久更轻、更薄更持久充电电池镍氢电池液体锂电池聚合物锂电池持久更持久更轻、锌锰干电池环境重污染锌锰干电池铅酸蓄电池优缺点：大电流放电/廉价能量密度低环境重污染铅酸蓄电池优缺点：氢氧燃料电池：高转化效率可持续－“小发电机”没有污染第五讲能源化学和环境化学氢氧燃料电池：第五讲能源化学和环境化学能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件直接甲醇燃料电池（DMFC）直接甲醇燃料电池（DMFC）固体氧化物燃料电池（SOFC）固体氧化物燃料电池（SOFC）第五讲能源化学和环境化学

可充电电池（二次电池）特别介绍可充电电池和环保可充电电池聚合物锂电第五讲能源化学和环境化学可充电电池（二次电池）特锂锰柱式系列锂离子柱式系列镍镉系列镍氢电池组块锂锰柱式系列锂离子柱式系列镍镉系列镍氢电池组块能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件应急照明系列通讯电池系列应急照明系列通讯电池系列通讯类组合电池组合动力电池通讯类组合电池组合动力电池动力电池电动工具系列动力电池电动工具系列可充电电池的应用领域：可充电电池的应用领域：第五讲能源化学和环境化学镍镉电池原理：采用Ni(OH)2作为正极，CdO作为负极，碱液（主要为KOH）作为电解液，电池充电时，总反应为：

2Ni(OH)2+Cd(OH)2→2NiOOH+Cd+2H2O

放电时，反应逆向进行NiOOH+H2O+e→Ni(OH)2+OH-Cd+2OH-+2e→Cd(OH)2

第五讲能源化学和环境化学镍镉电池原理：能源化学和环境化学51能源和能源的利用能源和能源化学核能课件第五讲能源化学和环境化学镍氢电池原理：采用与镍镉电池相同的Ni氧化物作为正极，储氢金属作为负极，碱液（主要为KOH）作为电解液充电时，正极：Ni(OH)2–e+OH-→NiOOH+H2O

负极：MHn+ne→M+n/2H2

放电时，正极：NiOOH+H2O+e→Ni(OH)2+OH-

负极：M+n/2H2

→MHn+ne第五讲能源化学和环境化学镍氢电池原理：能源化学和环境化学