小学信息技术教案不同介质中燃料电池电极反应式的书写-中学化学课程宝
不同介质中燃料电池电极反应式的书写-中学化学课程宝
不同介质中燃料电池电极反应式的书写
电极反应式的书写与介质有关，不同介质中电极反应的形式不同，这与电极反应产物能否与介质共存有关人耳鼠 ，但实质相同。按电解质划分，燃料电池大致上可分为五类：碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和质子交换膜燃料电池。下面举两个常见的例子加以说明。冯溪
一、氢氧燃料电池
燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。这种装置的最大特点是由于反应过程中不涉及到燃烧，因此其能量转换率高达60%－80%，实际使用效率则是普通内燃机的2－3倍。另外艾末末，它还具有燃料多样化、排气干净、噪音低、对环境污染小、可靠性及维修性好等优点。实际上普通电池只是一个有限的电能输出和储存装置，燃料电池则不同，参与反应的化学物质，氢气和氧气，分别由燃料电池外部的单独储存系统提供，因而只要能保证氢氧反应物的供给，燃料电池就可以连续不断地产生电能，从这个意义上说，燃料电池是一个氢氧发电装置。
1、碱性氢氧燃料电池
碱性燃料电池是以氢氧化钾或氢氧化钠为电解质,导电离子是OH- ，反应原理为：
负极：2H2 + 4OH-= 4H2O + 4e-(实际是两步反应的和：2H2 = 4H++ 4e-,H+ +OH-= H2O，碱性介质参与反应)正极： O2 + 2H2O + 4e-=4OH- 总反应：2H2 + O2= 2H2O 使用的电催化剂主要是贵金属(如铂、钯、金、银等) 和过渡金属(如镍、钴、锰等)或者由它们组成的合金。其电极结构主要有双孔结构电极和粘结型憎水电极等气体扩散电极。电催化剂构成的能被电解液完全浸润的亲水网络为其提供水与导电离子OH-的通道。 2、熔融碳酸盐型燃料电池 它的工作温度在650℃～700℃, 以浸有(K、Li)CO3的LiAlO2 隔膜为电解质, 电催化剂无需使用贵金属聚牛货官网, 而以雷尼镍和氧化镍为主；它可用净化煤气或天然气为燃料重生之香途 。与其他燃料电池的区别是：在阴极二氧化碳作为反应物，在阳极二氧化碳作为产物，从而二氧化碳在电池工作过程中构成了一个循环。电极反应如下： 正极反应：O2 + 2CO2 + 4e- = 2CO32- 负极反应：2H2 + 2CO32- = 2CO2 + 2H2O+ 4e-(实际是两步反应的和：2H2 = 4H+ + 4e-赌城快活女, 2H+ + CO32-= CO2 +H2O)总反应： O2 + 2 H2 = 2H2O 它的电池隔膜与电极采用带铸方法制备，工艺成熟易于大批量生产枪声俱乐部。若应用基础研究能成功的解决电池关键材料的腐蚀问题，将是电池使用寿命从现在的1—2万h延长到4万h。熔融碳酸盐燃料电池可作为分散型电站或中心电站将迅速进入发电设备市场。100kW～1000kW 电厂试验和发展研究主要在美国、日本和西欧进行。
3、固体氧化物燃料电池
和其它燃料电池不同，固体氧化物燃料电池的反应原理是： 负极反应：2O2- +2H2 = 2H2O + 4e- (实际是两步反应的和：2H2 = 4H++ 4e-城固二中, 2H+ +O2-= H2O) 正极反应： O2 + 4e- =2O2- 总反应： 2H2 + O2 = 2H2O
在固体氧化物燃料电池中, 采用固体氧化物氧离子(O2- )导体(如最常用的Y2O3 稳定的氧化锆) 作电解质起传递O2-和分离空气、燃料的双重作用。
4、磷酸型燃料电池 磷酸型燃料电池是以磷酸为电解质的氢氧燃料电池，它用天然气重整富氢气体为燃料冷情太子, 空气作氧化剂五分钱乐队, 以浸有浓H3PO4 的SiO2 微孔膜作电解质无敌异能卡,Pt-C 为电催化剂, 产生的直流电经直交变换以交流形式供给用户。电池反应为： 负极反应：2H2 = 4H+ + 4e- 正极反应： O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O(实际是两步反应的和：O2 + 2H2O + 4e-=4OH-，小学信息技术教案H+ +OH-= H2O) 总反应： 2H2+O2= 2H2O 5、质子交换膜燃料电池 质子交换膜燃料电池是继碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池而发展起来的第五代燃料电池七日重生。质子交换膜燃料电池也称为固体聚合物电解质燃料电池，它的电极为多孔气体扩散电极，以纯铂或碳载铂作电催化剂，电解质为全氟磺酸型固体聚合物，氢气为燃料留什么给你 ，氧气或空气为氧化剂。反应机理如下： 负极反应：2H2 = 4H++ 4e- 正极反应： O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O(实际是两步反应的和：O2 + 2H2O + 4e-=4OH-少年菀得，H+ +OH-= H2O) 总反应： 2H2+O2= 2H2O 质子交换膜燃料电池所用的催化剂均以铂为主催化剂组分花虾金融，为提高效率铂以纳米级颗粒高分散的担载到导电抗腐蚀的碳载体上。电池电极是一种多孔性气体扩散电极，一般由碳纸或碳布制作的扩散层和疏水催化剂层组成。
二、甲烷燃料电池
1、碱性介质
碱性燃料电池是以氢氧化钾或氢氧化钠为电解质,导电离子是OH- ，反应原理为：
负极：CH4 + 10OH-—8e-= CO32-+7H2O 正极： O2 +2H2O + 4e-=4OH- 总反应：CH4 + 2O2+2KOH = K2CO3+3H2O 2、熔融碳酸盐型燃料电池 正极反应：O2 + 2CO2 + 4e-= 2CO32- 负极反应：CH4 + 4CO32-—8e- = 5CO2+2H2O 总反应： CH4 +2O2= CO2+2H2O
3、固体氧化物燃料电池
负极反应：4O2- + CH4 —8e- = CO2+ 2H2O 正极反应： O2+ 4e- = 2O2-
总反应： CH4 + 2O2=CO2+2H2O
4、质子交换膜燃料电池 负极反应：CH4 +2H2O—8e- = CO2+ 8 H+ 正极反应： O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
总反应： CH4 + 2O2= CO2+2H2O
写半反应时汪国真诗集，第一步确定反应物和生成物（注意与介质的反应）；第二步确定电子得失数目（注意变价的原子数）；第三步用介质离子平衡电荷；第四步用溶剂分子或电极产物配平原子个数。
不同介质中燃料电池电极反应式的书写
电极反应式的书写与介质有关，不同介质中电极反应的形式不同，这与电极反应产物能否与介质共存有关人耳鼠 ，但实质相同。按电解质划分，燃料电池大致上可分为五类：碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、固体氧化物燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和质子交换膜燃料电池。下面举两个常见的例子加以说明。冯溪
一、氢氧燃料电池
燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。这种装置的最大特点是由于反应过程中不涉及到燃烧，因此其能量转换率高达60%－80%，实际使用效率则是普通内燃机的2－3倍。另外艾末末，它还具有燃料多样化、排气干净、噪音低、对环境污染小、可靠性及维修性好等优点。实际上普通电池只是一个有限的电能输出和储存装置，燃料电池则不同，参与反应的化学物质，氢气和氧气，分别由燃料电池外部的单独储存系统提供，因而只要能保证氢氧反应物的供给，燃料电池就可以连续不断地产生电能，从这个意义上说，燃料电池是一个氢氧发电装置。
1、碱性氢氧燃料电池
碱性燃料电池是以氢氧化钾或氢氧化钠为电解质,导电离子是OH- ，反应原理为：
负极：2H2 + 4OH-= 4H2O + 4e-(实际是两步反应的和：2H2 = 4H++ 4e-,H+ +OH-= H2O，碱性介质参与反应)正极： O2 + 2H2O + 4e-=4OH- 总反应：2H2 + O2= 2H2O 使用的电催化剂主要是贵金属(如铂、钯、金、银等) 和过渡金属(如镍、钴、锰等)或者由它们组成的合金。其电极结构主要有双孔结构电极和粘结型憎水电极等气体扩散电极。电催化剂构成的能被电解液完全浸润的亲水网络为其提供水与导电离子OH-的通道。 2、熔融碳酸盐型燃料电池 它的工作温度在650℃～700℃, 以浸有(K、Li)CO3的LiAlO2 隔膜为电解质, 电催化剂无需使用贵金属聚牛货官网, 而以雷尼镍和氧化镍为主；它可用净化煤气或天然气为燃料重生之香途 。与其他燃料电池的区别是：在阴极二氧化碳作为反应物，在阳极二氧化碳作为产物，从而二氧化碳在电池工作过程中构成了一个循环。电极反应如下： 正极反应：O2 + 2CO2 + 4e- = 2CO32- 负极反应：2H2 + 2CO32- = 2CO2 + 2H2O+ 4e-(实际是两步反应的和：2H2 = 4H+ + 4e-赌城快活女, 2H+ + CO32-= CO2 +H2O)总反应： O2 + 2 H2 = 2H2O 它的电池隔膜与电极采用带铸方法制备，工艺成熟易于大批量生产枪声俱乐部。若应用基础研究能成功的解决电池关键材料的腐蚀问题，将是电池使用寿命从现在的1—2万h延长到4万h。熔融碳酸盐燃料电池可作为分散型电站或中心电站将迅速进入发电设备市场。100kW～1000kW 电厂试验和发展研究主要在美国、日本和西欧进行。
3、固体氧化物燃料电池
和其它燃料电池不同，固体氧化物燃料电池的反应原理是： 负极反应：2O2- +2H2 = 2H2O + 4e- (实际是两步反应的和：2H2 = 4H++ 4e-城固二中, 2H+ +O2-= H2O) 正极反应： O2 + 4e- =2O2- 总反应： 2H2 + O2 = 2H2O
在固体氧化物燃料电池中, 采用固体氧化物氧离子(O2- )导体(如最常用的Y2O3 稳定的氧化锆) 作电解质起传递O2-和分离空气、燃料的双重作用。
4、磷酸型燃料电池 磷酸型燃料电池是以磷酸为电解质的氢氧燃料电池，它用天然气重整富氢气体为燃料冷情太子, 空气作氧化剂五分钱乐队, 以浸有浓H3PO4 的SiO2 微孔膜作电解质无敌异能卡,Pt-C 为电催化剂, 产生的直流电经直交变换以交流形式供给用户。电池反应为： 负极反应：2H2 = 4H+ + 4e- 正极反应： O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O(实际是两步反应的和：O2 + 2H2O + 4e-=4OH-，小学信息技术教案H+ +OH-= H2O) 总反应： 2H2+O2= 2H2O 5、质子交换膜燃料电池 质子交换膜燃料电池是继碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池而发展起来的第五代燃料电池七日重生。质子交换膜燃料电池也称为固体聚合物电解质燃料电池，它的电极为多孔气体扩散电极，以纯铂或碳载铂作电催化剂，电解质为全氟磺酸型固体聚合物，氢气为燃料留什么给你 ，氧气或空气为氧化剂。反应机理如下： 负极反应：2H2 = 4H++ 4e- 正极反应： O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O(实际是两步反应的和：O2 + 2H2O + 4e-=4OH-少年菀得，H+ +OH-= H2O) 总反应： 2H2+O2= 2H2O 质子交换膜燃料电池所用的催化剂均以铂为主催化剂组分花虾金融，为提高效率铂以纳米级颗粒高分散的担载到导电抗腐蚀的碳载体上。电池电极是一种多孔性气体扩散电极，一般由碳纸或碳布制作的扩散层和疏水催化剂层组成。
二、甲烷燃料电池
1、碱性介质
碱性燃料电池是以氢氧化钾或氢氧化钠为电解质,导电离子是OH- ，反应原理为：
负极：CH4 + 10OH-—8e-= CO32-+7H2O 正极： O2 +2H2O + 4e-=4OH- 总反应：CH4 + 2O2+2KOH = K2CO3+3H2O 2、熔融碳酸盐型燃料电池 正极反应：O2 + 2CO2 + 4e-= 2CO32- 负极反应：CH4 + 4CO32-—8e- = 5CO2+2H2O 总反应： CH4 +2O2= CO2+2H2O
3、固体氧化物燃料电池
负极反应：4O2- + CH4 —8e- = CO2+ 2H2O 正极反应： O2+ 4e- = 2O2-
总反应： CH4 + 2O2=CO2+2H2O
4、质子交换膜燃料电池 负极反应：CH4 +2H2O—8e- = CO2+ 8 H+ 正极反应： O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
总反应： CH4 + 2O2= CO2+2H2O
写半反应时汪国真诗集，第一步确定反应物和生成物（注意与介质的反应）；第二步确定电子得失数目（注意变价的原子数）；第三步用介质离子平衡电荷；第四步用溶剂分子或电极产物配平原子个数。