活性炭對氣態(tài)氧能起催化還原反應(yīng),因此起著氧電極作用,可作為原電池的組成成分。
原電池是一種通過電極反應(yīng)將其活性物質(zhì)不斷消耗,使化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變成電能的換螚裝置。由于它的活性物質(zhì)一旦耗盡后就不能通過反向電流充電使其恢復(fù)再行放電,故原電池又稱為一次性電池。
活性炭能對氣態(tài)氧的還原起催化作用生成過氧化氫。早年這個性質(zhì)被用于空氣電池,空氣電池中,陽極是鋅,而陰極是用碳涂布,由
活性炭、炭黑、粘合劑和浸漬劑制成。老式電池中電解液是氯化銨溶液,有時還加有二氧化錳;但是新式電池是堿電池,是使用氫氧化鈉和氧化鋅加淀粉制成黏糊作為電解液。
當電池接通電路時,陽極的鋅進入溶液,電子轉(zhuǎn)移到電極的陰電荷上,這就是氧化過程。
通過活性炭的孔隙擴散,氧在陰極上被還原,先是生成過氧化氫,繼而分解成氧和水。
活性炭的孔隙有一部分是空孔,因此氧即通過空孔轉(zhuǎn)移到陰極上,另外一部分孔隙被電解液所充填。這種電極過程在空氣、炭和電解液三相的界面上發(fā)生?;钚蕴刻峁┻m當?shù)目紫督Y(jié)構(gòu)。
活性炭還具有小的抗電性和良好的強度,一般用于回收溶劑或用于呼吸面具的活性炭是不適用的。以杏仁殼進行氯化鋅活化,再以氯化銨溶液浸漬活化,在1000℃下加熱約2h而制成的活性炭是適用的。
近年有許多型號的原電池上市,例如以鋰為負極的鋰原電池。
曾用木炭粉在高溫下以氨氣處理制成活性炭,作為電極催化劑,用在鋅空氣電池中。
有日本**稱:活性炭經(jīng)氣體液體氧化等處理后,用作電池陰極材料,制成電池,可高速放電并延長重復(fù)充電放電循環(huán)的壽命。
以具有比表面積>1500m2/g,充填密度>0.35g/ml的特殊活性炭做電極,制成模擬貯電能元件,該元件顯示良好的充電、放電性能,可應(yīng)用于一些小型電氣設(shè)備,作為強電流激發(fā)電源。