Brandstofcel, batterij en accu

Energie kan je opslaan in accu's, ook wel oplaadbare batterijen genoemd. Je vindt ze in smartphones, laptops, tablets, maar ook in auto's en vrachtwagens.  
En wat dacht je van de bekende "penlites" (AA of AAA)?  Deze batterijen zijn soms ook oplaadbaar. Dat scheelt weer weggooien van die kostbare en soms milieu-onvriendelijke metalen.
1 / 20
next
Slide 1: Slide
ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 6

This lesson contains 20 slides, with interactive quizzes, text slides and 3 videos.

time-iconLesson duration is: 45 min

Items in this lesson

Energie kan je opslaan in accu's, ook wel oplaadbare batterijen genoemd. Je vindt ze in smartphones, laptops, tablets, maar ook in auto's en vrachtwagens.  
En wat dacht je van de bekende "penlites" (AA of AAA)?  Deze batterijen zijn soms ook oplaadbaar. Dat scheelt weer weggooien van die kostbare en soms milieu-onvriendelijke metalen.

Slide 1 - Slide

Wanneer je een accu oplaadt, draai je de redoxreacties om die optreden bij stroomlevering = elektrolyse. Dat lukt alleen als:
(1) de reactieproducten van stroomlevering aan de elektroden beschikbaar zijn (vaste stoffen) en 
(2) de externe spanning > celspanning.

Slide 2 - Slide

Tijdens het opladen van je Li-ion accu in je smartphone reageert de reductor (meerdere antwoorden mogelijk)...
A
aan de negatieve elektrode
B
aan de positieve elektrode
C
ondanks een grotere elektrodepotentiaal dan de oxidator
D
spontaan

Slide 3 - Quiz

De celspanning van een batterij, accu of brandstofcel is
A
Vcel=Vred+Vox
B
Vcel=VredVoxi
C
Vcel=Voxi+Vred
D
Vcel=VoxiVred

Slide 4 - Quiz

Om een accu te kunnen opladen moet(en)...
A
de reactieproducten aan de elektroden beschikbaar blijven
B
de externe spanning groter zijn dan de celspanning
C
de reactieproducten aan de elektroden beschikbaar blijven of de externe spanning groter zijn dan de celspanning
D
de reactieproducten aan de elektroden beschikbaar blijven én de externe spanning groter zijn dan de celspanning

Slide 5 - Quiz

Slide 6 - Video

Tijdens het opladen van een loodaccu reageert aan de positieve elektrode...
A
de oxidator lood(II)sulfaat
B
de oxidator lood(IV)oxide
C
de reductor lood(II)sulfaat
D
de reductor lood

Slide 7 - Quiz

Brandstofcel
Brandstof + zuurstof

Membraan: laat H+ (proton) zich verplaatsen, maar e- bewegen alleen maar door metalen heen (dus niet door de membraan).

Elke cel heeft zijn eigen halfreactie.

Slide 8 - Slide

Slide 9 - Video

Direct-EthanolBrandstofcel (DEFC)
De direct-ethanolbrandstofcel (DEFC) maakt gebruik van ethanol in de brandstofcel in plaats van de meer giftige methanol.

Geef in de volgende dia's de 2 halfreacties van dit proces.





Slide 10 - Slide

Halfreactie van zuurstof (standaard - r.):

......... + ........... + ............. --> ...........

Halfreactie van ethanol (zelf opstellen):

.......... + ...........   --> ........... + ............ + .............



Wat is de totaalreactie? Schrijf het op in je schrift.
3H2O
O2
2CO2
12e-
12H+
2H2O
4H+
4e-
C2H5OH

Slide 11 - Drag question

Opgave 3 - Lithiumbatterij
Lithiumbatterijen worden gebruikt in pacemakers. Een pacemaker wordt gebruikt om het hart te ondersteunen. De pacemaker wordt vlak onder de huid van een patiënt geplaatst. De batterij moet zo klein en licht mogelijk zijn. Om twee redenen valt de keuze voor het elektrodemateriaal bij dit soort batterijen op lithium en niet op kalium voor één van de elektroden. De eerste reden is dat de energiedichtheid met lithium groter is dan met kalium.

De energiedichtheid van een batterij wordt gegeven in Coulomb per gram metaal.

Slide 12 - Slide

8. Leg uit waarom lithium zorgt voor een hogere energiedichtheid dan kalium.
8.      Leg uit waarom lithium zorgt voor een hogere energiedichtheid dan kalium.

Slide 13 - Open question

Kwaliteit van
energie

Slide 14 - Mind map

... is een energiedrager.
A
De zon
B
Waterstofgas
C
Benzine
D
Batterij

Slide 15 - Quiz

Nadelen van
H2 en accu's

Slide 16 - Mind map

Slide 17 - Slide

Rendement bij energieproductie
- C/H verhouding
- Biobrandstof
- Kolenvergassing
- wkk
- groene stroom

Slide 18 - Slide

Slide 19 - Video

Net als bij batterijen, accu's en brandstofcellen reageren bij redox flow accu's...

(meer antwoorden mogelijk)
A
de oxidator aan de + en de reductor aan de - elektrode tijdens stroomlevering
B
de oxidator aan de - en de reductor aan de + elektrode tijdens stroomlevering
C
de oxidator aan de + en de reductor aan de - elektrode tijdens opladen
D
de oxidator aan de - en de reductor aan de + elektrode tijdens opladen

Slide 20 - Quiz