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
volgende
Slide 1: Tekstslide
ScheikundeMiddelbare schoolvwoLeerjaar 6

In deze les zitten 20 slides, met interactieve quizzen, tekstslides en 3 videos.

time-iconLesduur is: 45 min

Onderdelen in deze les

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 - Tekstslide

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 - Tekstslide

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 - Quizvraag

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 - Quizvraag

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 - Quizvraag

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 - Quizvraag

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 - Tekstslide

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 - Tekstslide

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 - Sleepvraag

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 - Tekstslide

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 vraag

Kwaliteit van
energie

Slide 14 - Woordweb

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

Slide 15 - Quizvraag

Nadelen van
H2 en accu's

Slide 16 - Woordweb

Slide 17 - Tekstslide

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

Slide 18 - Tekstslide

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 - Quizvraag