1,假如暂且放下细节不究,充电电池充电过程的工作原理,可以简单地理解为:一个未完全完成的电解,即只破坏原有化合物的化学键,最终却没有稳定的新物质生成,通电后所得到的只是一个中间活性物,电能就存储在这些活性物中。充电完成后,撤走外电压连通电路,所储存的电能就会从这些活性中间物中以电荷的形式释放出来,同时这些中间物恢复到原本的状态。
2,同理,放下细节,氢燃料电池的工作原理也可以简单地理解为:氢气和氧气在电极、电解质膜和催化剂的共同作用下,氢气分子和氧气分子被活化为带电的原子,这样二者就能够在温度较低的情形下发生温和的反应生成水,并直接释放出电能。
氢是自然界能量密度最高的元素(没有之一),假如能够找到一种以氢氧结合体(水)为能量载体的充电电池,其能量密度应该远高于锂电池。但给水通电后,水会直接被电解生成氢气和氧气析出,无法实现储能的目的。
参照上面的1和2,如果想办法让通电的水不能完成电解,即通电后只是破坏氢氧之间的化学键而不让它们最终生成氢气和氧气在电极上析出,只生成带电的氢原子和氧原子(中间活性物),这样就可以实现储存电能的目的。问题是:如何才能阻止氢气和氧气的析出呢?
可以拿氢燃料电池的工作物质来尝试一下,即在电极+电解质膜+催化剂的情形下给水通电,在这样的环境下,看能不能阻止氢气和氧气的析出?
或者直接用一种合适的电解质膜包裹在电解水装置的正、负极上,这种电解质膜只允许水和电流通过,水分子电离后生成的活性物(即带电的氢原子和氧原子)却不能通过,这样也就不会再有氢气和氧气析出了,从而实现以水为能量载体的储能电池
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