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氢氧燃料电池,碱性氢氧燃料电池电极反应式

2024-07-24 07:52分类: 教育知识 阅读:

1、碱性氢氧燃料电池电极反应式

碱性氢氧燃料电池电极反应式:总反应式:2H2 + O2 == 2H2O;正极:O2 + 2H2O + 4e-→4OH-;负极:2H2 - 4e- + 4OH-→4H2O。

酸性:总反应式:2H2 + O2 == 2H2O;正极:O2 + 4H+ + 4e-→2H2O;负极:2H2 - 4e-→4H+。

化学电池分类

一、锌锰电池

电极反应式为:负极(锌筒):Zn– 2e-=== Zn2+

正极(石墨):2NH4++2e-=== 2NH3↑+ H2↑ H2O + 2MnO2+ 2e-=== 2MnOOH+ 2OH-

总反应:Zn + 2NH4Cl + 2MnO2=== Zn(NH3)2Cl2↓+2MnOOH

二、铅酸蓄电池

1、放电时为原电池

负极:Pb + SO42--2e-=== PbSO4↓

正极:PbO2+ 4H++ SO42-+ 2e-=== PbSO4↓+ 2H2O

总反应式为:Pb + PbO2+ 2H2SO4====== 2PbSO4↓+ 2H2O

2、充电时为电解池

阳极:PbSO4+ 2H2O - 2e-=== PbO2+ 4H++ SO42-

阴极:PbSO4+ 2e-=== Pb + SO42-

总反应式为:2PbSO4+ 2H2O ====== Pb + PbO2 + 2H2SO4

铅蓄电池可放电也可以充电,一般用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳(防止酸液的泄漏);设有多层电极板,其中正极板上有一层棕褐色的二氧化铅,负极是海绵状的金属铅,正负电极之间用微孔橡胶或微孔塑料板隔开(以防止电极之间发生短路);两极均浸入到硫酸溶液中。

3、锌银电池

负极:Zn + 2OH--2e-===ZnO+ H2O

正极:Ag2O + H2O + 2e-=== 2Ag + 2OH-

电池的总反应式为:Ag2O+ Zn ====== 2Ag + ZnO

4、氢氧燃料电池

负极:2H2 + 4OH-- 4e-=== 4H2O

正极:O2+ 2H2O + 4e-=== 4OH-

总反应式:2H2+ O2=== 2H2O

这是一种高效、低污染的新型电池,主要用于航天领域。其电极材料一般为活化电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性碳电极等。电解质溶液一般为40%的KOH溶液。

氢氧燃料电池,碱性氢氧燃料电池电极反应式

2、氢氧燃料电池中性电极反应式

氢氧燃料电池中性电极反应式有负极反应式为:2H2-4e-==4H+,正极反应式为:O2+4H++4e-==2H2O(酸性)。

电极反应特别手罩晌要注意电解质,有下列三种情况:

1、电解质是KOH溶液(碱性电解质)。

负极的电极反应式为:2H2-4e-+4OH-=4H2O;正极的电极反应式为:O2+H2O+4e-=4OH-。

2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)。

负极的电极反闷漏应式为:2H2+4e-=4H+;正极的电极反应式为:O2+4H++4e-=2H2O。

3、电解质是NACl溶液(中性电解质)。

负极的电极反应式为:2H2-4e-+4OH-=4H2O;正极的电极反应式为:O2+H2O+4e-=4OH-。

氢氧燃料电池的工作原理:

氢氧燃料电池以氢气作燃料为还原剂,氧气作氧化剂,通过燃料的燃烧反应,将化学能转变为电能的电池,与原电池的工作原理相同。

氢氧燃料电池工作时,向氢电极供应氢气,同时向氧电极供应氧气。氢、闷漏氧气在电极上的催化剂作用下,通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电,在氧电极毕锋上由于缺少电子而带毕锋正电。接通电路后,这一反手罩晌应过程就能连续进行。

氢氧燃料电池,碱性氢氧燃料电池电极反应式

3、酸性氢氧燃料电池电极反应式

负极发生的反应为:H2+2e-=2H+,2H++2OH-=2H2O,所以负极的电极反应式为:H2-2e-+2OH-=2H2O;

正极是O2得到电子,即:O2+4e-=O2-,O2-在碱性条件下不能单独存在,只能结合H2O生成OH-,即:O2-+2H2O=4OH-,因此,正极的电极反应式为:O2+H2O+4e-=4OH-。

氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂(Pt)或石墨做电极材料,负极通入H2,正极通入O2,总反应为:2H2+O2=2H2O。

电极反应特别要注意电解质,有下列三种情况:

1、电解质是KOH溶液(碱性电解质)

负极发生的反应为:H2+2e-=2H+,2H++2OH-=2H2O,所以负极的电极反应式为:H2-2e-+2OH-=2H2O;正极是O2得到电子,即:O2+4e-=O2-,O2-在碱性条件下不能单独存在,只能结合H2O生成OH-,即:O2-+2H2O=4OH-,因此,正极的电极反应式为:O2+H2O+4e-=4OH-。

2、电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)

负极的电极反应式为:H2+2e-=2H+;正极是O2得到电子,即:O2+4e-=O2-,O2-在酸性条件下不能单独存在,只能结合H+生成H2O,即:O2-+2H+=H2O,因此正极的电极反应式为:O2+4H++4e-=2H2O(O2+4e-=O2-,O2-+4H+=2H2O)。

3、电解质是NACl溶液(中性电解质)

负极的电极反应式为:H2+2e-=2H+;正极的电极反应式为:O2+H2O+4e-=4OH-

4、氢氧燃料电池为什么用氢氧根离子调平电荷

根据电荷守恒配平,当左右两边电荷不相等时,酸性环境补充氢离子,碱性环境补充氢氧根离子。

若电解质溶液为KOH溶液时,负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,正极上氧气得电子和水生成氢氧根离子。

氢氧燃料电池是以氧气作为氧化剂,以氢气作为燃料,通过燃料的各种化学反应,进而将产生的化学能转化为电能有一种电池。

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