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電池的種類. 發電原理. 電池的工作原理：當兩種不同的金屬浸於 電解液中時，便形成一個電池。 儲存於原子間的化學能 藉由化學反應 轉換為電能。 在圖中：硫酸 H2SO4 會腐蝕 銅電極，於是銅離子 Cu++ 會溶入電解液中。 形成 帶負電的 銅電極 。 但是 鋅 Zn 比 銅 Cu 更容易腐蝕（溶入更大量的 Zn++ ）。 留下帶更多負電的 鋅電極。 銅電極的電位比電解液 H2SO4 低，但是 鋅電極 電位更低很多。 於是銅與鋅 兩電極間形成電位差。. 鋅錳乾電池（碳鋅電池）.
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發電原理 • 電池的工作原理：當兩種不同的金屬浸於 電解液中時，便形成一個電池。 • 儲存於原子間的化學能 藉由化學反應 轉換為電能。 在圖中：硫酸 H2SO4會腐蝕 銅電極，於是銅離子 Cu++會溶入電解液中。 形成 帶負電的 銅電極 。 但是 鋅 Zn 比 銅 Cu 更容易腐蝕（溶入更大量的 Zn++）。 留下帶更多負電的 鋅電極。 銅電極的電位比電解液H2SO4 低，但是 鋅電極 電位更低很多。 於是銅與鋅 兩電極間形成電位差。
鋅錳乾電池（碳鋅電池） • 即常見的乾電池或碳鋅電池，以鋅為陽極，陰極則為碳棒加上活性物質二氧化錳，在 25℃時可以提供 1.5V 左右的電壓值。此種電池的發展相當的早，約在 1862 年由法國人 G. Lechance 所發明因為具有價格便宜、製造容易、自放電率低、高重量能量比 ( 50~80 Wh/Kg ) 及攜帶方便的優勢；所以在一次電池中，仍然是產量最高、用途最廣的一種。 • 儘管技術發展已久，但還是有功率過小的缺點，使得該種電池並不適用於大電流的放電；此外，放電過程中也有著電壓不穩的問題。 鋅錳乾電池的開路電壓會因為儲存時間的長短及陰極二氧化錳的性質不同 ( 有電解二氧化錳、天然二氧化錳等 ) 而改變，範圍大概在 1.50~1.80V 之間。如果所使用的是電解的二氧化錳，因為純度以及活性較高的關係，可以提昇電池的電壓與電容量。
鋅錳乾電池的保存相當重要，若放置於高溫潮濕的環境中，會使得陽極的鋅產生腐蝕而進一步的造成嚴重的自放電情形。此外，鋅錳乾電池的密封良好度也相當重要；倘若密封情形不佳，電解液中的水分將會揮發掉，使得電池無法放電，另一方面也可能因為氧的進入電池而造成自放電率加劇。鋅錳乾電池的保存相當重要，若放置於高溫潮濕的環境中，會使得陽極的鋅產生腐蝕而進一步的造成嚴重的自放電情形。此外，鋅錳乾電池的密封良好度也相當重要；倘若密封情形不佳，電解液中的水分將會揮發掉，使得電池無法放電，另一方面也可能因為氧的進入電池而造成自放電率加劇。
鋅汞電池 • 即常見的水銀電池，因為電解液為鹼性故屬於鹼性電池，常見的形狀除鈕扣型外亦有圓筒型。負極使用 90% 的鋅粉與 10% 的汞製成，正極則為 80~95% 的氧化汞與 5~15% 的石墨組成，電解液是 35~40% 的氫氧化鉀溶液。此類電池放電平穩、開路電壓也非常穩定、易保存且有相當高的體積能量比，於 25℃ 時具有 1.34V的放電電壓。因此，適用於助聽器或照相機上。
鉛酸電池 • 鉛酸電池也是一種歷史悠久的電池系統，所使用的陽極為鉛、陰極是二氧化鉛，電解質則為 27~39% 的硫酸溶液，在 25℃ 時能提供 2.0V 的電壓。因為該電池具有電動勢大、操作溫度廣、結構簡單、技術成熟與價格低廉等的優勢，再加上兩好的循環壽命，使得此種電池的產量與產值在電池產出中具有相當重要的地位。 • 其應用以汽機車領域為主，或用於UPS、無線電機、緊急照明設備、通信電機以及工業用電機設備等處。此外，也有使用於電廠中，作為緊急的電力來源之用。
太陽能電池 • 太陽能電池是利用電池將光的能量直接轉變成電能 • 從物理學角度，可以稱為光伏電池 • 太陽能電池的分類有單結晶矽太陽電池，多結晶矽太陽電池，非結晶矽太陽電池
鎳鎘電池 • 鎳鎘電池：鎳鎘電池是以氫氧化鎳為正極活性材料，負極使用的是海綿狀的鎘，電解質為KOH，電解液為水。電壓值為 1.2V，體積能量密度約為 130~200 Wh/L，重量能量密度則是在 40~50 Wh/kg 間。因為發展已久，成本較低；再加上循環壽命長達 2000~4000 次，以及大電流放電的特性、適用溫度範圍廣、自放電率小等的優點所以佔有率頗高。不過受到記憶效應的影響，效能會隨充放電次數增加而下降。鎳鎘電池的市場佔有率在數年前相當的高，但受到環保意識抬頭的影響，有鎘污染疑慮的鎳鎘電池佔有率已逐年下降。 • 放電反應式：陽極反應：Cd(s) + 2OH－(aq) →Cd(OH)2(s) +2e－陰極反應： 2NiO(OH)(s) + 2H2O(l) + 2e－→ Ni(OH)2(s) + 2OH－(aq)總反應： Cd(s) + 2NiO(OH)(s) + 2H2O(l) → Cd(OH)2(s) + 2Ni(OH)2(s)
鎳氫電池 • 鎳氫電池：鎳氫電池與鎳鎘電池所使用的陽極材料與電解液相同，都是以氫氧化鎳為陽極活性材料，電解液是以水及電解質 KOH 組成。但鎳氫電池的陰極活性物質則是儲氫合金。所能提供的電壓約為 1.2 V，具有不錯的能量密度 ( 50 ~ 60 Wh/kg 或 250 ~ 300 Wh/L )，以及良好的循環壽命。因為所使用的陰極活性物質不含鎘，所以不會像鎳鎘電池有鎘污染的問題。但鎳氫電池在高溫下效能較差，且在一般使用上有自放電率高及記憶效應的問題。 • 放電反應式 • 正極反應 • Ni(OH)2 + OH- <-----> NiOOH + H2O + e- • 負極反應 • M + H2O + e- <-----> Mhab + OH- • 電池反應 • Ni(OH)2 + M <-----> NiOOH + MHab • M:儲氫合金 Mhab:金屬氫化物
燃料電池 • 簡單來說，燃料電池是一種直接將燃料之化學能轉換為電能的裝置，運作原理可解釋為水電解的逆反應。構成燃料電池得基本元件包括電極(electrode)、電解質薄膜(electrolyte membrane)以及集電器(current collector)等，電極是燃料氧化與氧化劑還原的電化學反應發生的場所，可分為陽極(Anode)與陰極(Cathode)兩部份，電解質的功能是分隔氧化劑與還原劑並同時傳導質子；集電器也可稱作雙極板(bipolar plate)，它具有收集電流、疏導反應氣體以及分隔氧化劑與還原劑的作用。當燃料以氫氣由陽極進入，氫氣被觸媒分解成為氫質子與電子，電力是由電子的流動而產生，另外氫質子則穿過電解質與從陰極來的氧氣，並且再加上回路的電子結合之後產生水和熱。 • 燃料電池的種類:鹼性燃料電池(AFC)質子交換膜燃料電池(PEMFC)磷酸燃料電池(PAFC)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)固態氧化物燃料電池(SOFC)
能應用的範圍很廣，比如燃料電池車、巴士、 • 摩托車和單車類、飛機、船隻、潛艇……等等 • 潛艇
廢電池回收 • 一顆如鈕扣般大小的電池，如果沒有妥善回收處理，可以污染六百萬噸的水，相當於一個人一輩子的用量，而目前台灣每年還有超過一萬公噸的廢電池沒有回收。立委要求環保署切實做好廢電池的回收工作，同時也要密切注意大陸廉價非法電池，所造成的環保問題。台灣地區每年使用約1萬公噸之乾電池，但回收之廢乾電池尚不及10%,。乾電池中含有汞、鎘、鉛等有害物質，若採取掩埋棄置或焚化處理，有害物質將長期儲存於水源與土壤中，對生態環境與人體健康將產生極大的危害。
結語 • 電池的發明，為人類的生活帶來方便及效率，一個國家的科技化程度，也可從該國的電池使用量可知。電池工業的發達，電池的電氣特性及環境親和性符合高科技電子產品需求及人類的環保要求，許多具污染性的電池，世界各國已漸漸淘汰使用或加強回收管理。期待未來的進步，或許汽車不再使用汽油，而使用氫氣及空氣便能發電的燃料電池，生活與電池在未來科技的進步下，絕對有密不可分的關係。
