铜锌可以代替银锌吗?

电器工程 电池 电池化学
2022-01-17 14:32:12

银锌电池最近成为新闻(流行科学新闻),因为正在研究它们以与锂离子电池竞争。但是价格很高,因为银很贵。所以这让我想到了铜。

只需引用维基百科给出的值:

的电负性为 1.9,电阻率为 16.78 nΩm。

的电负性为 1.93,电阻率为 15.87 nΩm。

他们看起来真的很相似。铜锌化学不能代替银锌化学吗?这在电池(原电池或可充电电池)中不会有类似的性能吗?

最后我要指出的是,铜锌电池是有史以来最古老的电池化学成分之一,可以追溯到 1800 年亚历山德罗·沃尔特 (Alessandro Volta) 的发明。所以我怀疑它有什么不好的地方(否则就不需要银锌)。我只是不知道它可能是什么。

2个回答

在充电过程中,银首先被氧化为氧化银(I):2Ag(s) + 2OH- → Ag2O + H2O + 2e-,然后氧化为氧化银(II):Ag2O + 2OH- → 2AgO + H2O + 2e- ,而氧化锌被还原为金属锌:2Zn(OH)2 + 4e- = 2Zn + 4OH-。

AgO 和 Ag2O 的氧化剂比 Cu2O 和 CuO 强,因此它们可以从电池达到更高的电压。您必须查看标准电极电位: https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_electrode_potential_(data_page) 您可以构建氧化铜 - 锌电池,但它每个电池只有大约 0.8V (但具有强大的电流能力)。

我认为这与放电曲线有关。在维基百科上,据说氧化汞电池具有平坦的放电曲线,而氧化银电池的放电曲线更平坦。根据另一个来源,氧化铜电池没有总是有一个平坦的放电曲线。在放电过程中电压有时会下降,使这些电池不太实用。我相信这就是为什么氧化铜电池即使容量很大也没有大量生产的原因。