#微冷 半瓶水響叮噹,沒電的電池彈得高?
大家好大家晚安,今天下午花蓮強震,因為震波在盆地中反彈的 #場址效應 讓遠在台北的大家超有感,幸好目前沒有傳出傷亡。
當時,科宅的一位朋友正在桌子下掩蔽,放在他桌上的【電池】也滾下來,噹啷一聲,當場嚇到了寶寶(X)我朋友。但也讓他腦海中浮現一靈感,如牛頓大大一樣:奇怪惹,電池似乎掉到地上有時候會反彈,有時候不會?摔一摔後發現,剛拆的新電池不很會彈,鈍鈍的,但是用過一陣子的冷氣遙控器電池就很有彈性。
朋友哥在線上敲了科宅,講了這件怪事,我當然先祝賀他幸免於難,還精湛地實行了 #地震求生術DHC:趴下(duck)、固定好自己(hold)、保護頭部(cover) 三步驟。*1
然後,我跟他說電池要彈不彈,尤其是沒電的電池很會彈這件事,歹勢,很早就有人知道了XDDDD
但也別洩氣,這個問題居然出動了美國【普林斯頓大學】的教授,才研究出這個現象的真正原因呢!就是收留在街上流浪的愛因斯坦教授的那個普林斯頓。
簡單來說,會有這個「新電池飽電時,掉落到地上不會反彈,電池電量減少時就很容易反彈」現象的原因——請注意,這只對乾電池中的【鹼性電池】適用喔——都是因為電池本身的構造,和它運作仰賴的物理化學原理。
所有的電池都有陰陽兩極,通常在陽極有某種活潑的金屬,氧化放出電子,經過外部電路後,電子回到陰極,過程中放出電勢能,給電路提供能量。在鋰電池這金屬是鋰,在鉛蓄電池這金屬是鉛,依此類推(例外:水銀電池的陽極不是水銀)。
鹼性電池的陽極(陽極氧化→陽陽氧,氧陽陽,這樣不容易背錯XD)含有的活潑金屬是鋅,特別的是,這裡的鋅不是一片金屬,而是粉狀的鋅粉,懸浮在鹼性的【牙膏狀電解液】裡面。形成一團軟軟糊糊的東西。就是因為這一團糊狀物,所以才叫鹼性電池。
剛出廠未使用的電池裡,裝滿了這種軟膏狀的鋅,將它摔到地上的時候,大部分的動能會被這一坨軟軟的東西吸收掉,不會轉變成反彈的動能,就彈不高了。這就有點像你揮拳打魔人普烏的胖肚肚,貴肚將會不規則抖動,把你的拳力吸收得無影無蹤,而不會回彈是一樣的。
當鹼性電池開始放電,上述的【氧化(還原)】現象開始發生,鋅開始丟丟丟電子,並逐漸從金屬鋅變成氧化鋅,膏狀電解液充滿氧化鋅之後,會開始硬化 #整整石化 呃總之就是剛剛說內心最柔軟的一塊的吸震效果,會隨著放電而越來越消失,最後毫無反應,是一塊固體的氧化鋅,#猶如我逐漸死去的內心。
這時候,一整顆變得硬梆梆,結構中不包含柔軟會變形、因而能吸震的部分的一顆沒電的鹼性電池,就很崩蹦~崩蹦~很會彈跳了。以物理來說的話就是「彈性碰撞的恢復係數」變大了。
以上就是沒電的電池彈高高的科學原理~~嗚呼,尚饗! (喂喂喂!!)
話說這個研究結果是2015年做的,當年Pansci泛科學有報導,所以本科宅有印象。但我覺得強者我朋友能機緣巧合,自己獨立發現也夠強,要是遲鈍如我可能一輩子都視而不見吧。
好囉,乾了這杯電瓶液,我們!@$!*&^......
-=-=-=-=
參考資料:摔電池也能知道電量 2015/05/07 - Pansci 泛科學 - 作者 *2動眼神經 https://pansci.asia/archives/78878
*1 其實地震自保口訣原本的步驟是 DCH ← 但這個順序蠻難記。姑且戲仿一下日系化妝品 XD
*2 咦咦咦?所以這個動眼神經,是那個動眼神經嗎?求解 20 點
同時也有2部Youtube影片,追蹤數超過19萬的網紅超わかる!授業動画,也在其Youtube影片中提到,電池・電気分解のポイントを全てまとめていくよ! ⏱タイムコード⏱ 00:00 ❶金属のイオン化傾向 ✅「金属のイオン化傾向」は「リッチに貸そうかな、まああてにすんなひどすぎる借金」 ✅左に行けば行くほどイオンになりやすく、右に行けば行くほどイオンになりにくい。 ----------------...
鉛蓄電池電解液 在 媽媽監督核電廠聯盟 Facebook 的精選貼文
台灣鋁電池開發躍進 進入量產準備階段!!! (01/19/2017 Digitimes)
(魏淑芳 報導) 隨著電動車及儲能市場規模成形,對於鋰電池的消耗量大增,Tesla本身預估在其鋰電池工廠產能全開的情況下,2020年就將消耗8,000公噸的鋰原料,因此過去不曾讓人煩惱的鋰原料供應,近來卻成為鋰電池發展的隱憂之一。
根據美國地質調查局於2015年初估計,全球鋰資源約為3,950萬公噸,具備商業開採價值的鋰儲備量則僅有1,351.9萬公噸,而如果電動車與能源儲存市場快速進展,則全球一年鋰原料需求至2040年可能高達80萬噸,如此一來,鋰原料在17年內就會被使用殆盡。
因此,在規劃電池產業的長期布局時,極度缺乏天然資源的台灣勢必要將原材料的取得考量在內,循此脈絡,鋁被視為是取代鋰金屬做為電池材料的最佳選項。
工研院與史丹佛攜手 突破鋁電池瓶頸
工研院綠能所楊昌中博士指出,「相較於鋰,鋁是地殼中蘊藏量極為豐富的金屬,約佔地殼8%,且其具有價格便宜和安全等特性,因此一直是世界各國電池儲能研究團隊鎖定研發的材料。」然而在幾十年的研發歷史中,鋁電池的許多問題,包括壽命不足、效率低、無法商業化等問題一直無法充分解決,工研院與史丹福大學合作開發的「可高速充放電的鋁電池」技術,終於突破了困境。
此研究開發的鋁離子電池具有壽命長、安全穩定、充電速度快等特性,不到1分鐘就能充滿,充放電壽命超過7,500次,高於車用鉛酸蓄電池的800次及鋰電池的1,000次。
液態鹽無機溶劑 大幅提高電池安全性
在這次的合作中,史丹福大學提供陰極石墨材料,工研院則提供鋁鹽電解液技術。此研究成果論文於2015年4月登上英國《Nature》期刊,並在台灣及美國申請專利,且之後更入圍創新研發界的奧斯卡獎-2016全球百大科技研發獎(R&D 100 Awards)。
據悉,歐盟於2015年6月發布整合13個單位力量的鋁電池研究計畫,較工研院論文發表時間晚了兩個月,「我們應該是目前距離量產目標最近的研究單位。」楊昌中說。
不過,他也提到在成功量產前尚需克服重重的挑戰,其中包括鋁鹽電解液的來源及價格問題。楊昌中指出,「一般電池主要使用的電解液成分是以有機溶劑為主,一旦發生短路時就容易起火,而我們採用的是無機溶劑,即使遇到高溫短路也不會起火,安全性大幅提高。」此無機溶劑的原料是能在室溫下呈現液態的鹽類,經過無數次調配,工研院團隊發現EMIC(氯化1-乙基-3-甲基咪唑)和AlCl3(氯化鋁)這兩種鹽類的混合能產出最完美的電解液。
2018進行Beta測試 進軍儲能市場
然而,目前全球幾乎只有德國一家廠商生產此溶液,且尚未有實際的工業應用,因此售價頗高,「我們現正積極推動國內特用化學廠商願意投入此溶劑的生產,藉以降低成本。」楊昌中並提到,「我們也在考量是否要更改製程及開發自有設備,以樹立更高的技術門檻,藉以提升將來進入市場時的競爭力。」
「可高速充放電的鋁電池」訴求的市場應用涵蓋儲能,以及堆高機、搬運機器人等工業應用,預計2017年完成材料的量產準備;2018年電池芯量產;2018年底於實際場域進行Beta測試。「我們希望能讓鋁電池在未來兩年內真正進入市場。」楊昌中說。
文章內容資料原始來源:
http://www.digitimes.com.tw/tech/dt/n/shwnws.asp…
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鉛蓄電池電解液 在 3S Markets「全球科技智慧應用」市場資訊網 Facebook 的最佳貼文
人類先後發明了鉛酸蓄電池、以NH4Cl為電解液的鋅—二氧化錳乾電池、鎘-鎳電池、鐵-鎳蓄、鹼性鋅錳電池和鋰離子電池等。隨著研究不斷深入,近年不斷出現新型電池⋯⋯
鉛蓄電池電解液 在 超わかる!授業動画 Youtube 的最讚貼文
電池・電気分解のポイントを全てまとめていくよ!
⏱タイムコード⏱
00:00 ❶金属のイオン化傾向
✅「金属のイオン化傾向」は「リッチに貸そうかな、まああてにすんなひどすぎる借金」
✅左に行けば行くほどイオンになりやすく、右に行けば行くほどイオンになりにくい。
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03:46 ❷ダニエル型電池
✅酸化還元反応でやり取りする電子のエネルギーを取り出そうとして作られたのが電池。
✅亜鉛と銅イオンの酸化還元をメインの反応として
亜鉛を片方の電極に、銅イオンをもう片方の溶液に配置した電池をダニエル電池という。
✅1番大事な反応を邪魔しないように残りを埋める。
✅ダニエル電池で聞かれるポイントは4つ!
❶亜鉛側は薄い溶液、銅側は濃い溶液にする。
❷溶液を仕切っている素焼き板の役割は
「溶液が混ざらないようにするため」と「陽イオンと陰イオンの数のバランスをとるため」。
❸電子を受け取る電極を正極。反対側の電極を負極。
活動している物質を、活物質という。
❹電子の流れと逆向きに電流は流れる。
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12:17 ❸鉛蓄電池
✅鉛と酸化鉛の酸化還元をメインの反応として
鉛と酸化鉛を電極に、硫酸を電極に配置した電池を鉛蓄電池という。
✅ダニエル電池で聞かれるポイントは2つ!
❶鉛蓄電池の充電は、もともと電子が動いていた方向とは逆向きに電子を流すように、外部電源をつなぐ。
❷電子を受け取る電極を正極。反対側の電極を負極。
活動している物質を、活物質という。
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17:25 ※ボルタ電池※本動画では扱いません。
▶https://youtu.be/tui1r19hE4Y
✅亜鉛と水素イオンから、亜鉛イオンと水素ができる酸化還元反応をメインの反応として亜鉛を片方の電極に、水素イオンをもう片方の溶液に配置した電池をボルタ電池という。
✅ボルタ電池にはしょぼいてんが3つ!
❶導線に電子が流れづらくなる点。
❷銅電極側で発生する水素が邪魔になる点。
❸銅電極側で発生した水素が水素イオンに戻る点。
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17:45 ❹電気分解
✅電気分解は、外部電源をつないで、電子を無理やり走らせて
酸化還元反応を起こすことで溶液にあるイオンを純粋な物質(単体)として取り出す操作のこと。
✅電源の負極に繋がっている電極を陰極。
電源の正極に繋がっている電極を陽極。という
✅陽極での反応は、
❶基本は、電極の金属が電子を渡す。
❷電極が白金や金、炭素のときは例外的に17族元素かOH-のイオンが電子を渡す。
❸電極も―のイオンも電子を渡せないときは、水が電子を渡す。
✅陰極での反応は、
❶電極は金属だから、電子を受け取ることは基本ない。
❷+イオンのイオン化傾向が、
亜鉛以下なら+のイオンが電子を受け取る
アルミニウム以上なら水が電子を受け取る。
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23:56 ❺電気分解の演習(陽極・陰極で起こる反応)
✅陽極での反応は、
❶基本は、電極の金属が電子を渡す。
❷電極が白金や金、炭素のときは例外的に17族元素かOH-のイオンが電子を渡す。
❸電極も―のイオンも電子を渡せないときは、水が電子を渡す。
✅陰極での反応は、
❶電極は金属だから、電子を受け取ることは基本ない。
❷+イオンのイオン化傾向が、
亜鉛以下なら+のイオンが電子を受け取る
アルミニウム以上なら水が電子を受け取る。
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27:16 ❻工業的製法
✅NaOHの工業的製法では、電極で反応が起こったあと、Na⁺が陽イオン交換膜を通ってNaOHの水溶液ができる。
✅Naの工業的製法では、NaClの結晶を水なしでガンガン加熱して、どろどろに溶かした融解液を使う。
-水がないことでNa⁺が仕方なく、電子を受け取ってNaができる反応が起こる。
-融解液を使った電気分解を融解塩電解という。
✅Alの工業的製法では、Al₂O₃融解液を使う。
-水がないことで、電極の炭素と融解液の酸化物イオンが仕方なく反応してCOやCO₂になる反応と、Al³⁺が仕方なく、電子を受け取ってAlができる反応が起こる。
-酸化アルミニウムの融点を低くするために、氷晶石を加える。
✅Cuの工業的製法では、
-陽極で、銅や亜鉛など、イオン化傾向が銅以上ものはとけだして、
-陰極で、銅イオンが銅になる反応が起こる。
-陽極で、銅よりもイオン化傾向が低いものは陽極泥として下にたまる。
-電気分解を使って不純物を取り除くことを電解精錬という。
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34:58 ❼電流A(アンペア)と電気量C(クーロン)
✅帯びている電気の大きさを電気量といってC(クーロン)と言う単位で表す!
✅電子1mol集めたら、96500Cの電気量を持って、これをファラデー定数という!
✅1秒あたり何Cの電気量が流れたか。これを表したのが電流で、A(アンペア)と言う単位で表す!
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👀他にもこんな動画があるよ!併せて見ると理解度UP間違いなし!👀
❶ボルタ電池の真実▶https://youtu.be/tui1r19hE4Y
❷半反応式の時短演習(暗記編)▶https://youtu.be/6CADxDty7go
✅抜け漏れがない100%完璧な状態になるまで演習しよう!
❸半反応式の時短演習(立式編)▶https://youtu.be/dtv6AUTMG3w
✅半反応式の立式は
❶まずは、何が何に変わるか。この部分は暗記。
❷酸化数の変化を電子でそろえる。
❸全体のプラスマイナスをH+でそろえる。
❹酸素の数を水でそろえる。
この手順で半反応式を作っていこう!
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⏱時短演習シリーズ⏱
🧪無機化学🧪
❶ハロゲン元素
https://youtu.be/LOwCYpSKKfU
❷硫黄
https://youtu.be/Z7Zjxjg4_nU
❸窒素
https://youtu.be/X8WntLNbZ_c
❹気体の製法と性質
https://youtu.be/O5To2ko9EzE
❺アルカリ金属
https://youtu.be/T8sLlPkfqME
❻2族元素
https://youtu.be/FKSkIEo8yBE
❼両性元素(亜鉛・アルミニウム)
https://youtu.be/p4qo5yzl9dc
❽鉄・銅・銀
https://youtu.be/bIGiqM0PjNs
❾系統分離・無機物質
https://youtu.be/zHqCFnmuuLU
🧪有機化学🧪
❿炭化水素の分類
https://youtu.be/yuF9KTvdHQE
⓫脂肪族化合物
https://youtu.be/hzsvJiFeTk0
⓬油脂とセッケン
https://youtu.be/kugJgOD36a4
⓭芳香族炭化水素
https://youtu.be/yVclexf3z28
⓮フェノール類
https://youtu.be/GTyCuHgISR0
⓯カルボン酸
https://youtu.be/zPSMvrUYBe4
⓰芳香族アミン
https://youtu.be/iA2rc3wlsJ0
⓱構造決定
https://youtu.be/_nIDir874uw
🧪高分子化合物🧪
⓲合成高分子化合物
https://youtu.be/gAJOO9uMWyg
⓳天然高分子化合物
https://youtu.be/F-U21hzFjkw
⓴アミノ酸・タンパク質
https://youtu.be/Xh9bLkEndNg
🧪無機化学(重要反応式編)🧪
❶中和反応
https://youtu.be/29LhghjgYzQ
❷酸化物+水
https://youtu.be/BmyoYvdPvxg
❸酸化物と酸・塩基
https://youtu.be/hgp3geMeZQo
❹酸化剤・還元剤
https://youtu.be/wCAaQQW2WwY
❺遊離反応
https://youtu.be/DQhfTGMneQY
❻沈殿生成反応
https://youtu.be/UsJBzXw7EYg
⚡『超わかる!授業動画』とは⚡
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・高校化学 気体の性質
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・高校化学 固体の構造
https://goo.gl/y4XmWy
・高校化学 化学反応と熱・光
https://goo.gl/9IiIrF
・高校化学 電池と電気分解
https://goo.gl/UMiElg
・高校化学 化学反応の速さ
https://goo.gl/WaAmMt
・高校化学 化学平衡
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・高校化学 水溶液中の化学平衡
https://goo.gl/8EY1Jo
・高校化学 非金属元素の単体と化合物
https://goo.gl/PdQHEi
・高校化学 典型金属元素の単体と化合物
https://goo.gl/hf32gG
・高校化学 遷移元素の単体と化合物
https://goo.gl/qlBNrN
・高校化学 有機化合物の特徴と構造
https://goo.gl/tmtaaG
・高校化学 炭化水素
https://goo.gl/ZzYGey
・高校化学 酸素を含む有機化合物
https://goo.gl/rtk4oH
・高校化学 芳香族化合物
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・高校化学 高分子化合物
https://goo.gl/VzOV4u
・高校化学 天然高分子化合物
https://goo.gl/DKUk5s
・高校化学 合成高分子化合物
https://goo.gl/4cDMwS