Bốn màn hình về nguồn điện hoá học. Pin đơn giản: chọn hai kim loại, đọc hiệu điện thế từ hiệu thế điện cực chuẩn, ghép nhiều pin nối tiếp để thắp đèn LED và ghi bảng kết quả. Pin nhiên liệu: hydrogen–oxygen (điện li acid hoặc kiềm) và methanol, có bán phản ứng, đường đặc tuyến điện áp – mật độ dòng và hiệu suất so với động cơ xăng. Pin sạc: acquy chì và pin lithium-ion phóng điện (pin điện hoá) rồi sạc lại (điện phân), so với pin kiềm không sạc được. So sánh: năng lượng riêng, điện áp, số lần sạc, ưu nhược điểm.
Thuộc chủ đề Pin điện và điện phân của Hoá học 12 (Chương trình GDPT 2018), mở rộng sang các nguồn điện dùng hằng ngày: pin đơn giản, pin nhiên liệu, acquy và pin sạc lithium-ion. Mô phỏng dùng thế điện cực chuẩn thật để giải thích vì sao kim loại hoạt động mạnh hơn là cực âm, và vì sao pin nhiên liệu hydrogen cho tối đa 1,23 V.
Ở màn hình Pin đơn giản, học sinh chọn hai kim loại, đọc hiệu điện thế, tăng số pin nối tiếp cho tới khi đèn LED sáng và ghi kết quả vào bảng; thử đảo chiều một pin để thấy hiệu điện thế giảm. Màn hình Pin nhiên liệu cho đổi chất điện li (acid, kiềm) hoặc dùng methanol và đổi mật độ dòng, kèm bán phản ứng, đường đặc tuyến và cột hiệu suất so với động cơ xăng. Màn hình Pin sạc cho acquy chì và pin lithium-ion phóng điện rồi sạc lại, hiện đồ thị điện áp, năng lượng lấy ra và nạp vào; pin kiềm thì không sạc được. Màn hình So sánh xếp các loại pin theo năng lượng riêng, điện áp và số lần sạc, kèm bảng ưu nhược điểm.
Câu hỏi gợi ý:
– Cặp kim loại nào cho hiệu điện thế lớn nhất? Dự đoán bằng dãy hoạt động như thế nào?
– Vì sao pin nhiên liệu hydrogen cho điện áp nhỏ hơn 1,23 V khi lấy dòng lớn?
– Vì sao acquy chì sạc lại được còn pin kiềm thì không?