化 學 電 池 的 構 造
■本單元將透過簡單的實驗，了解一下電池如何產生
1.鋅片上產生電子
鋅片上產生電子，鋅原子(鋅片的主要成分)留下電子後，變成鋅離子溶解入電解液中，幾乎不會融入銅片中。
2.鋅片上的電子大移動
鋅片上的電子數逐漸增加(視鋅的溶解份量)，經由導線往銅片(正極)方向移動。
3.氫離子接收電子
電解液的硫酸中含氫離子。因為「氫」變成離子的力道比「鋅」弱，所以，相同的電解液中假使產生鋅離子，已經往銅片移動的電子就會與氫離子緊密結合，又變成氫氣。當電子被消耗後，鋅片上的電子就會再度移動。電流會透過以上步驟，和電子的流向背道而馳，產生電力。
【 錳乾電池 】
外側為鋅罐(負極材料)，內側裝著二氧化錳與電解液(氯化鋅溶液)混合成的正極混合劑(正極材料)。
【 鹼性乾電池 】
鹼性乾電池和錳乾電池正好相反，「鋅」位於中央部位，外側包裹著二氧化錳。採用此構造即可裝入大量的二氧化錳和鋅，製作成更持久、更耐用的高能量電池。
【 空氣鋅電池 】
「空氣鋅電池」係指以「空氣中的氧」為正極材料的電池。利用觸媒電極活化空氣中的氧氣後作為正極材料，再以鋅為負極材料，以鹼性水溶液為電解液。
【 充電電池鎳鎘電池 】
正極使用氫氧化鎳，負極使用金屬鎘，利用隔離層隔開正、負極，儘量加大電極面積，捲成漩渦狀後裝入電池容器中，形成一個大電流、快速充電的電池。
以下介紹的都是維持人類的生活，最具環保概念的嶄新型態電池。
■太陽電池
「太陽電池」係指利用堪稱「取之不盡、用之不竭」的陽光來「製造電力」，且最具環保概念的電池。此電池和鹼性乾電池、鎳鎘電池等化學電池不一樣，不需要將電能貯藏在容器中，是一種轉換裝置，太陽電池照射陽光後即可將光能轉換成電能。生活周邊最常見的採用實例如：計算機、手錶、公園裏的時鐘、道路標誌、個人住宅的自用發電設備等。
■住宅用太陽光發電系統
充分利用屋頂等空間，直接將太陽光能轉換成電能的發電系統。首先，必須安裝一組太陽電池組件(module)，將太陽光能轉換成直流電，再利用逆變器將直流電逆變成家庭用交流電。註：多餘的電可賣給(賣電)電力公司。
■大規模太陽光發電系統
利用人造衛星將太陽電池板(組件)送到太空，再利用微波將電力傳送到地面上的『宇宙太陽電池』、將超大型太陽電池設置在無人居住的沙漠上，利用輸電線將電力輸送到世界各地的『沙漠太陽電池』等開發計畫，是目前最大規模的太陽光發電系統運用計畫，都是最令人期待的世界規模能源運用計畫。
■電動汽車(EV)、混合動力電動車(hybrid car)專用電池
「EV」為Electric
Vehicle之縮寫，係指以電池為動力來源(或部分動力來源為電池)的汽車之總稱。其中以電池為動力來源、以電馬達為驅動裝置的電池汽車就叫做「PEV」(Pure
Electric Vehicle)。
目前，上述車種已達實用階段，已可在馬路中來回穿梭。
EV上所使用的電池如：鎳氫電池、鋰離子電池、SEAL鉛蓄電池等，都是頗具環保概念的電池，是目前最令人期待的領域。其次，使用燃料電池的電動汽車相關研究也順利地推動著，不斷地朝著實用化目標邁進。
■燃料電池發電系統
與太陽電池並列為最具潛力的關鍵科技產品的就是燃料電池。燃料電池完全不使用傳統的化石燃料。燃料電池是一種可將氧氣、氫氣、甲烷、海水等大量蘊藏於大自然環境中的能源轉換成電力的系統。這類能源是否能順利地開發，對於解決能源問題或地球環境問題越來越重要。
■都市之分散型供電系統
即使只是「瞬間停電」也足以癱瘓整個都市的機能，為了更穩定地供電，除了必須確保一個大規模的二次電池電力貯藏設施外，各地區亦須擁有一個「具備獨立電力來源」的分散型供電系統，此系統有別於來自變電所的一般供電，必須透過燃料電池發電、太陽光發電，風力發電等多方面的系統來確保地區的穩定供電。
■甲烷發電系統
目前，最不可思議、最受矚目能源就是利用家畜排泄物的「甲烷發電」。利用甲烷菌分解密封槽內的排泄物後取出甲烷氣體，利用氣體引擎即可產生電力。只要人類不斷地飼養家畜，即可源源不絕地取得這種能源。此燃料電池發電規模非常小，且以達到實用化目標。1998年起日本國內開始運轉的系統，每天都利用45噸的排泄物，穩定地供應著3200kw的電力。
1. 鎳氫電池
(電動汽車專用)
2. 太陽電池、建材一體成形太陽電池
(都市發電機、大樓家庭用電源專用)
3. 大型鉛蓄電池
(電力蓄電器)
4. 燃料電池
(都市發電機、大樓家庭用電源專用)
5. 鋰二次電池
資料來源： 恆隆行
