校園環境審計作業

宜大校園內學生使用電池的種類與數量
B9642006 葉彥麟
B9642008 王怡凱
B9642009 林明宏

前言:
在我們生活當中處處可見的電池,樣式卻千奇百怪,現在大眾使用各式電池中,以哪種數量占據最多,是否達到多數使用環保的充電電池,就是我們這次調查的重點

文獻閱讀:
美國科學家發明紙電池 輕薄短小用途廣泛

這篇文章主要是說,科學家發明了一種非常輕薄、不占空間、電池本身擁有90%的纖維素、但是又能驅動任何電子產品的電池─紙電池,本身的電壓是2.5V,可以藉由堆疊、並連、串連的方式,來產生更大的電壓及電流,不過這種新興電池,剛被發明出來,想必成本一定很驚人,但是如果未來能夠把它發光大,地球就可以不用面對這麼多的廢電池汙染,期待那天的到來~

文章來自於奇摩新聞

實驗設計:

(1)調查時間:5/13~5/14日
(2)地 點:教穡109,110
(3)項 目:統計一次電池(乾電池、鹼性電池、水銀電池),以及充電電池(鎳氫電池、鋰電池)的使用數量
(4)工 具:紙、筆、電腦
(5)分析方法:
1.將針對電子一甲、一乙從中抽出五十名學生進行調查
2.用excel製作出調查表格,內容為統計一次電池(乾電池、鹼性電池、水銀電池),以及充電電池(鎳氫電池、鋰電池)的使用數量
3.在上課時間交給各班進行傳閱,名單上有點到學生進行回答
4.調查結束後收回並經由電腦統計期結果

結果:




結論心得:
結論 ─ 雖然充電電池已經占有一定的使用比率,但其用途仍然局限於手機電池等特殊用途。在一般使用上還是以便宜又好用的鹼性電池為主。但在現在能源越來越缺乏的環境下,我們應該盡力朝向使用可重複充電又環保的充電電池為主,減少廢棄電池的數量,間接減少能源的消耗

心得 ─ 這個活動做起來還蠻有趣的,要做一些表格給同學寫然後做成電子檔,自己工作還蠻多的,找資料、資料總整理、還有一些思考的方向,最後才有這份報告的出現。不過看到自己辛苦這麼久的成果,成就感非常阿~

檢討 ─ 組員都很同心協力的來完成這次的報告,雖然中間遇到很多困難,比如說請別人填寫問卷不甩你,或是資料很難從網路上找到,但是最後還是完成了,最後真的要感謝那些願意幫我填寫問卷的善心人士~~

照片影片:





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第一次評分總整理

 是否討論 :

題目討論主題:校園電池使用種類

 文獻閱讀 :

電池的種類及特性手機的電池分為「一般電池」「鎳鎘電池」「鎳氫電池」「鋰電池」「鋰聚合物電池」等五種種類。

「一般電池」指的是普通電池,在手機沒電的時候可以即時取得/購得,不需要充電的過程,但是長期下來花費多也不環保,因此僅適用於少數幾種手機。

「鎳鎘電池」雖然較堅固耐用也具有可充電的功能,但是因為它有很強的電池「記憶效應」,亦即每次充電前必須先放電或將電力用盡,才能進行充電,否則電池將無法發揮其最大效益,所以「鎳鎘電池」漸漸被淘汰,只適用在第一代行動電話。

「鎳氫電池」和「鎳鎘電池」一樣,具有堅固及可重複充電的特色,但「鎳氫電池」並不像「鎳鎘電池」有嚴重的記憶效應問題,但最好還是避免在電池未用完前就充電,可保電池壽命。

「鋰電池」算是目前手機最常使用的電池種類,其特性為重量輕、體積小、充電速度快、漏電量低,沒有記憶效應的問題,可隨時充電。

「聚合物電池」則可說是近來最Hot的產品,除了具備和「鋰電池」相近的特性外,它的可塑性非常高,市面上一些特殊造型或訴求輕薄短小的手機幾乎都有配備「鋰聚合物電池」。

電池充電時注意事項除了「一般電池」外,其他的電池種類都需要利用「充電」才能維持手機正常運作,因此這兒列出電池充電時注意事項,不但可以延長電池壽命,更可避免故障的發生。

充電時必須使用原廠電池和充電配備,可避免電池充電不足或過度充電。在充電前,必須確認電池的正、負極,切勿以相反的極性充電。

「鎳鎘電池」使用十次後做一次完全充放電,若已產生記憶效應時,則可連續做三~五次完全充放電來釋放記憶。

「鎳氫電池」約在使用過約五十次後,做一次完全充放電即可。當電池還有殘餘電力時,儘量不要重覆充電,以確保電池壽命。

第一次使用的新電池、或停用好幾個月的電池,如果是「鋰電池」充電時間一定要超過6小時,「鎳氫電池」則要超過14小時,但每次充電不可超過24小時,否則對電池壽命一樣有影響。

電池的保養電池是啟動手機的主要動力來源,除了正確的充電方式外,適當的保養對電池的壽命亦有助益,以下再與大家分享電池保養技巧:原廠電池的內部保護電路功能完善,發生短路時,較不會有燃燒的現象發生。

避免讓電池接觸到會導電的物品,如:寶石、鑰匙、項鍊…等。同時也要避免將電池曝露在潮溼、高溫的環境中,以免造成短路的現象。

若電池暫時或長時間不使用,應將電池完全放電後,放置在乾燥、陰涼的地方。欲重新使用時至少要有一次充電及放電的循環過程,才能使電池發揮原來功能。手機電池一般壽命約二年,如果手機的通話時間或待機時間明顯縮短時,通常表示電池已接近使用壽命,該換新電池了。

實驗設計:

調查對象:電子一甲與一乙,從中亂數抽取50位

方法:製作表格如下:



印製一份表格如上並調查,統計其結果,計算出比例及結論

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作業十 蒐集資料

碳鋅電池(乾電池)

以鋅為陽極,陰極為碳棒,周圍的二氧化錳為活性物質,電解液的部分,使用氯化銨(Anomonium chloride)的電解質凍及溶解於水中的氯化鋅(Zinc chloride)。一般的工作電壓在1.5V。主要使用在小電流的產品上。若是使用在需要較大電流或是需要長時間工作的產品上,則化學反應所放出來的氫氣會在碳棒上堆積,降低電池效率及壽命,也就是說使用的電流量越大,則電池所含的電容量會下降。若是存放的溫度過高(約39℃)則其使用壽命大約會縮短一半,也就是為何乾電池必須存放在陰涼處之原因。一般說來,碳鋅電池的有效期限約為3年。

鹼性電池(鹼錳電池)

鹼性電池的出現,主要用來改善碳鋅電池無法在大電流或長時間使用的缺點。同樣以鋅作為陽極,二氧化錳混和物作為陰極,和碳鋅電池最大的不同是,鹼性電池使用高濃度的氫氧化鉀(Potassium-hydroxide)做電解液。在高電流的使用情況下,鹼性電池的壽命約為碳鋅電池的10倍,並能長時間的使用,工作電壓仍能保持在1.5V。鹼性電池的有效期限較碳鋅電池長,約為5年。

水銀電池(汞電池)

陽極為鋅—汞合金,陰極則用氧化汞,電解液為氫氧化鉀。形式上有鈕釦型(一般常見的扁型)以及圓筒型,工作電壓有1.35V以及 1.4V。 1.35V主要用於工業儀器上,1.4V則為一般用途。具有良好的放電特性,也就是說不管輸出的電流大小,其容量皆保持固定。在震動與高速度的使用情況下,效能良好,這也就是為什麼照相機和許多通訊器材皆使用此種電池的原因。和碳鋅電池與鹼性電池不同的是,水銀電池不使用的時候,幾乎不會漏電,可存放超過10年以上。



鎳鎘電池

1899 年問世,在1970年代時廣泛使用,雖然工作電壓僅有1.2V,較鉛酸電池為低,但因為有高能量、內阻小、循環壽命長,於是被廣泛使用。鎳鎘電池以氫氧化鎳為陽極活性材料,鎘為陰極活性物質,電解質為氫氧化鉀,水為電解液。因為發展已久,成本較低。不過因為記憶效應的影響嚴重,效能會隨著充放電次數而下降。而且鎘具有嚴重的污染性,在目前環保意識的抬頭之下,已被多國所禁用,慢慢淡出市場。

鎳氫電池

鎳氫電池的設計,主要用來改善鎳鎘電池的記憶效應。同樣以氫氧化鎳為陽極材料,在陰極的活性物質則改用無污染性的儲氫合金,是材料革新的一個典範。跟鎳鎘電池比較起來,能量密度為高,但是可承受的負載電流較小,而且自放電率要比鎳鎘電池高。但是因為無污染性的關係,在市場上仍舊佔有一席之地,如最近流行的油電混合車,其電池部分初期都採用此類電池。



鋰電池
此處的鋰電池主要是指鋰離子電池。 目前在市面上所能見到的為鋰鈷系、鋰錳系,但此兩者在使用的安全性上有疑慮,高溫時會有爆炸或是電容量下降的問題,對使用者本身有極大的傷害。針對這些問題所改進的鋰鐵電池,能消除使用者在安全上的疑慮,並在效能的表現上維持鋰電池的高水準。

而我們這邊所做的是:鋰鈷系電池

鋰鈷系電池目前是市面上能量密度最高的電池,具有體積小、重量輕的優點,一般所使用的手機電池、筆記型電腦電池皆屬此類。但是其安全性極差,在製程上需要嚴格的控制,且保護電路設計必須十分精確,否則在過充電或過放電的情形下,會有爆炸燃燒的問題。而事實上,這樣的案例屢見不鮮。

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作業九 實驗設計

調查對象:電子一甲與一乙,從中亂數抽取50位

方法:製作表格如下:



印製一份表格如上並調查,統計其結果,計算出比例及結論

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作業八 問題確認

小標題:校園電池使用種類

想要做這個方向是想要知道電池的使用狀況及數量,以及這種電池對環境有沒有汙染,會不會對環境造成傷害,並藉由這次的調查來告訴大家,減少對環境有汙染電池的使用量。



簡介:

一次電池:
顧名思義,為僅能使用一次的電池。也就是無法透過充電的方式再補充已轉化掉的化學能。一般市面上常見的乾電池(碳鋅電池)、鹼性電池(鹼錳電池)以及水銀電池,皆屬此類。不同的電池有不同的應用面(一次電池比較),但因為只能單次使用,而且在原料及製程上使用具污染性的汞,對環境以及人體的負荷相當大(污染性)。


二次電池:
一樣是經過化學能轉換成電能,但可藉由充電的方式,將電能重新注入電池,重新轉化成化學能,可再次使用。而使用的次數隨著材料與應用的不同而異。市面上常見的有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池以及鋰電池。不同的電池因為其工作電壓、電容量以及安全性的關係,有不同的應用(二次電池比較)。雖說二次電池可多次使用,但是許多金屬仍對環境以及人體影響相當大(污染性)。

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危險校園

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