|Ferry|nnp例：利用醋酸铅的可溶性复活板结的硫酸铅电池(化呆板为鲜活)

vsaciol

给太长不想看的们：
利用醋酸根将板结的硫酸铅变成永不沉淀的缓释铅离子Pb2+！往老旧硫酸铅蓄电池中加入纯的醋酸溶液进行电解，也就是用小电流充电并保持开盖排出产生的乙烷，二氧化碳（和不可避免的少量氢气&极少量氧气）等气体。



昨晚老弟也说人工智能AI很牛了，但是我没发现它能推理。朋友给我展示时，我2次丢给所谓英文版高级AI都没成功（问了几个问题，给我车轱辘话一堆）。现在还是家无片瓦的状态，啥都干不了，昨晚把本帖的思路用图画出来，今天发个帖，后天去查一下脑壳。




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作者的初萌想法：醋酸铅【(CH3COO)2Pb或者(AcO)2Pb】在100g水里的溶解度(s)＞40g，很好，虽然是共价化合物（和极化强烈的升汞HgCl2或甘汞Hg2Cl2类似），但是仍然可以微量电离（电离度没查到，AI也不知道）。溶度积(Ksp)为10^-8的硫酸铅PbSO4虽然是完全电离的，但是深度放电不再呈现絮状而板结阻挡了负极Pb铅板和正极PbO2二氧化铅板与电解液的接触，导致充电时硫酸根SO4^2-难以从固相重新进入溶液，而几乎等同于电解水H2O。
利用醋酸根CH3COO-将板结的硫酸铅变成永不沉淀的缓释醋酸铅【(CH3COO)2Pb或者(AcO)2Pb】，等效于水合铅离子Pb2+(aqueous)！
不溶物 + 水溶物 <=可逆反应生成=> 水溶物 + 水溶物 ：PbSO4 + 2 CH3COOH <=> (CH3COO)2Pb + H2SO4

作者的其它考量：
0.0) 热力学可行的化学反应可能受阻于动力学例如活化能因素不发生。醋酸根【CH3COO-或者AcO-。(元素锕Ac基本上用不到)】虽然在直流电面前比较脆弱（推测电场除开氧化还原性还可以导致醋酸根发生额外的形变），但是一侧的PbO2（或KMnO4）这类强氧化剂通常情况是奈何不了它的，而另一侧的Pb由于氢的超电势/过电势，氢气难以析出。
a.1) 该法在醋酸根被电解完之前，水溶液中的Pb2+只能移动到负极变成Pb析出，不能移动到正极变成PbO2析出（醋酸铅配位数已满，无法再裹挟负电荷了）。相对于原反应稍微有点厚此薄彼。
a.2) 作者高中时想过为什么带正电的Pb2+竟然可以往排斥的正极跑，当时的认知只能自我假设是带负电的OH-跑到正极变成原子氧后再氧化了Pb2+，否则于理不符。一如高中学习化学平衡章节想到原子核内可能也是质子&中子在互相转变，如果这种转变平衡被打破，那么该原子核要衰变，当时还不知道会放出中微子。
a.3) 图示的带负电的Pb(OH)4^2-离子可以视为四水合铅离子Pb2+(aq)的羟基自行异裂/外加电场撕裂而即兴产成，不必强求（呈碱性的）它大量存在于强酸性环境。一如Pb3O4既可以视为氧化物，也可以视为盐类。
b.1) 虽然用CH3COONH4毫无疑问比CH3COOH更利于PbSO4溶解，且NH4+被吸引到负极也不分解，但是引入了可能导致电极中毒的杂质离子（作者推测强氧化剂PbO2可能中毒），且降低了电解液的酸性。
b.2) 金属活动性顺序表中不带括号的H【带括号的(H)指的是水中不可避免的H+】排在Pb之后，理论上Pb2+和H+同浓度时，例如都是1mol/L时（因运算符p=-lg，即pH=0时），在充电情况下，负极本该先生成原子氢并结合为H2析出，但是由于气体都有超电势(绝大多数气体不导电是重要原因)，实际上离子浓度相同时仍然是先生成Pb析出（H2只有少量）。
c.1) 因醋酸根【CH3COO-或者AcO-】远比OH-和SO4^2-的电极电势低，将电解液由硫酸H2SO4替换为醋酸【CH3COOH或者AcOH】只能当一次性电池使用，充电就报废，除非可以找到一种针对醋酸根有起码1.23V超电势（水的理论分解电压）的专用导电材料。一如用汞Hg作电极可以从浓盐水溶液NaCl中电解出Na单质。
c.2) 普通的铅酸电池从原理上决定了只能快速放电，无法快速充电（由于生成沉淀。根据PbSO4的Ksp，完全放电后的Pb2+浓度只有10^-4 mol/L，H+浓度至少有10^-7 mol/L）。将醋酸【CH3COOH或者AcOH】的甲基的3个氢原子替换为氟原子，得到三氟乙酸。用同为强酸的三氟乙酸【CF3COOH】替换硫酸，虽然没查到它的电极电势，但是很可能它不会先于水被分解，那么因为三氟乙酸铅是可溶且估计是完全电离的，可以实现快速充电（缺少沉淀反应，放电倍率要差一点）。但含氟的物质慎用为妙。
d) 电池都是在利用氧化还原Red-ox反应（电子在外电路跑，离子在内电路跑，隔膜充当平衡电荷的盐桥）。一如钴酸锂LiCoO2电池可以视为是在利用4 Li + O2 = 2 Li2O的能量【最高能量电势差就是氟化锂LiF，相当于给电池技术判了死缓死缓死缓。（由于氟化铯CsF的溶剂化结合能稍低，导致它并非最高）】【因为正极CoO2可以自发释放O2（实际上正极Li1-xCoO2不允许全部脱Li，否则更危险。正极改成FePO4就很稳定，当然能量低了一大截）。而负极的石墨可以自发嵌入Li+，松散的结合稍微降低了一点能量】。
铅酸电池本质上等同于在利用Pb + PbO2 = 2 PbO的能量（沉淀只是提高了放电速率降低了充电速率，PbSO4的成盐结合能可以忽略）。由于PbO2的强氧化性，该能量较为可观并不低。电解液是硫酸和水，都是极其稳定的物质，比热容也大，密封后的安全性非常好。正负极自身就可以导电，无需过多辅助导电材料。
但是82号元素Pb作为最后一个稳定的核素（除开43号锝Tc和61号钷Pm特例，83号铋Bi也已经不再算作稳定核素），原子核最庞大，影响离子迁移率（电荷越高，半径越小，跑得越快。然而水溶液中H+无处不在，所以它在表观上跑得最快，相当于作弊）。其晶格堆积又很紧密，密度太高，导致电池太重。

aacyxjz

楼主可以实验试试看啊

zfk999

也许最普通的材料可以产生意想不到的效果？

平常心182421994

实践是检验理论的唯一标准

hjt998

嘶，听不懂啊

icespirit

楼主有没有实践过啊！看着理论好强的感觉，估计弄学术是把好手

cooleaf

这个产业不小啊，如果能做成，其规模可能会很大，不过，一是成本，二是寿命，三是工艺复杂度可能都需要考虑好！！

camee

加金属獒合剂就可以让板结的硫酸铅活化,我试过,但也用不久,属于回光返照

纯今

推荐发Nature杂志
如果化学界认可楼主
您获诺贝尔化学奖的呼声
至少让国人颅内高潮一会儿

阿粗

谢谢分享，学习

hunt_boa

虽然没看懂，还是支持一下，很有意思的思路！

wy71h

醋酸和硫酸铅能反应？正负极成了一样的东西？

ymjdzdl

理论与实践能变成现实就好了不知道能不能复活老旧的电池?

zgdltt

醋酸铅的可溶性复活板结的硫酸铅电池

tomyluo

要是能成，铅酸蓄电池相关公司是不是要迎来大爆发了？

xx3106

这么复杂。我觉得还是像三哥那样直接把铅熔了重铸来的简单快捷低成本。

亚历山大

直接说简单点嘛，是不是把醋酸倒进电瓶里，然后缓慢充电？

huaziy2k

好复杂啊，围观了

诸葛赚赚

复活板结的硫酸铅电池通常涉及一系列的化学和电化学处理过程。以下是一些常用的方法：

电解液更换：对于轻微或中度硫化的电池，首先需要将电池充电至满电状态，然后进行一次10～20小时率电流放电，以帮助软化和细化硫酸铅结晶。之后，倒出原有的电解液，并替换为密度为1.04～1.06g/cm³的新电解液，再以小电流充电20小时以上，直到电解液密度不再升高为止。
醋酸溶液添加：在电池中加入纯的醋酸溶液进行电解，即使用小电流充电并保持开盖排出产生的气体，如乙烷、二氧化碳（以及不可避免的少量氢气和极少量氧气）等。醋酸根能够帮助将板结的硫酸铅转化为缓释的铅离子Pb2+，从而有助于恢复电池的性能。
水疗法：如果硫化不严重，可以使用较稀的电解液，并向电池中加水稀释电解液，以提高硫酸铅的溶解度。然后用小于20小时率的电流在30℃～40℃的液温下长时间充电，可能得以恢复。
大电流充电：使用高电流密度充电，可以达到100mA/cm²。在这样的电流密度下，负极可以达到很负的电势值，改变了电极表面带电的符号，使表面活性物质脱附，从而有助于充电过程。
需要注意的是，这些方法并不保证对所有硫化程度的电池都有效，且操作时应谨慎，以避免对电池造成进一步损害。对于重度硫化的电池，可能需要更专业的修复方法或者考虑更换新电池。此外，电池的维护和正确使用也是预防硫化和延长电池寿命的关键。

诸葛赚赚

ai 答的，指数不定