二氧化碳的固定和储能双功能电池.docx

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1、许多老师很同学可能都遇到过下面这个电化学的题，虽然也能选出来答案，但是对整个系统 地原理理解的不是很清晰，我简洁谈一下个人看法，不当之处请大家批判指正。下图是采纳新能源储能器件将CO2转化为固体产物，实现CO2的固定和储能敏捷应用的装 置。储能器件使用的Li-CO2电池组成为钉电极/CO2-饱和LiC104-DMS0电解液/锂片。下列 说法正确的是A. Li -CO2电池电解液由LiCICU和DMSO溶于水得到B.C02的固定中，每转移8 moie,生成3moi气体C.过程n中电能转化为化学能D.过程I的钉电极的电极反应式为2Li2cO3+C-4e-=4Li+3co2T图中标出了两个电极，右侧

2、电极是钉电极，结合题干中的信息很明显打电极是正极，而左侧 的电极处通入了二氧化碳，依据碳的化合价变化推断左侧电极同样是正极，为什么会消失这 种状况呢？实际上该装置中储能和碳的固定是分开的，负极都是锂电极，假如使用左侧的正 极，那么该装置就是个一般的充电电池，而且是可充/可逆的充电电池，假如使用右侧的钉 电极作正极，那么该装置就是个可充/不行逆的充电电池，可以将二氧化碳转化为碳单质， 起到二氧化碳固定的作用。下面我们分析一下两种不同模式下发生的反应。使用左侧电极作正极时，可充/可逆的充电电池：放电时的正极反应：3CO2+4e+4Li+=2Li2CO3+C放电时的负极反应：Li e =Li+放电时

3、的总反应：4Li +3co2=2Li2cCh+C充电时的正极（阳极）反应：2Li2CO3+C-4e-=3CO2+4Li+充电时的负极（阴极）反应：Li+ + e-=Li由解充电时的总反应：2Li2CO3+C4Li + 3CO2使用右侧钉电极作正极时，可充/不行逆的充电电池：放电时的正极反应：3CO2+4e-+4Li+=2Li2CO3+C放电时的负极反应：Li e =Li+放电时的总反应：4Li +3co2=2Li2cCh + C充电时的正极（阳极）反应：2Li2CO3-4e-=2CO2+4Li+ + 02充电时的负极（阴极）反应：Li+ + e-=Li由解充电时的总反应：2Li2CO34Li + 2CO2+02放电和充电的总反应加和可得到：CO2=C + O2，即起到二氧化碳的固定的作用。以下是一些相关论文中的内容：对比可看出原图中储能系统后面标注的是可充/可逆，二氧化碳固定策略后面标注的是可充/ 不行逆，并且图中的手捧着碳表示将产生的碳进行收集。