普通股的资本成本公式例谈电池的能量密度

2020年10月11日发(作者：滕鉴)
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例谈电池的能量密度

作者：周江平

来源：《理科考试研究·高中》2013年第11期

例[2013 高考新课标Ⅰ28。（5）]二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点，其能
量密度高于甲醇直接 燃料电池（5。93 kw·h·kg-1）。若电解质为酸性，二甲醚直接燃料电池的
负极反应为，一 个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生个电子的电量；该电池的理论输出电
压为1。20 V，能量密度E=（列式计算。能量密度 = 电池输出电能燃料质量，1 kW·h=3。
6×106J）。
本题考查原电池原理、物质的量在化学实 验中的应用，切入点新，是化学学科与物理学科
的综合，使理综卷产生了理综味，这也是理综考试卷发展 的必经之路。
本题电池的能量密度源于化学4选修课本电池优劣的判断标准之一：单 位质量或者单位体
积的电池所储存的能量多少，能量密度即比能量，或输出功率的多少，功率密度即比功 率。
在人教版教师教学参考用书里，几乎没有能量密度的更多介绍，教辅资料上几乎 不见能量
密度的例题和习题。因此在新课学习或者高考复习时被师生们忽视甚至忽略。
由题给的直接燃料电池的能量密度的计算式和甲醇直接燃料电池的能量密度（5。93
kw·h·kg-1）知，本题二甲醚直接燃料电池的能量密度的计算只要计算出1 kg二甲醚输出的电
能即可。
解若电解质为酸性，燃烧产物不被电解质吸收，二甲醚直接燃料电池的负极发生氧化反
应，反应为：
CH3OCH3+3H2O-12e-2CO2+12H+
显然， 一个二甲醚分子经过电化学氧化，可以产生12个电子的电量； 1 kg二甲醚的物质
的量n =100046mol，可以产生100046×12×6。02×1023个电子的电量；
一个电子的电量是1。602×10-19C
1 kg二甲醚输出的电能：
w=UIt=Uq=1。2×100046×12×6。02
×1023×1。602×10-19J
=3。02×107 J