燃料电池全面总结ppt课件

燃料电池全面总结 一定义 燃料电池是一种不经过燃烧 将燃料化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置 优点 高效 环保 注 1 两电极材料可以相同 只起导电的作用 2 反应物不是储存在电池内部 而由外设装备提供燃料和氧化剂 通燃料的电极为负极 通氧气的电极为正极 常考燃料 H2COCH4C2H6 乙烷 C3H8 丙烷 CH3OHC2H5OHNH3N2H4 肼 两极为石墨电极 电解质是硫酸溶液 负极 正极 总反应 二燃料电池类型 1 酸性电解质溶液 注 酸性溶液电荷守恒配H 2H2 4e 4H O2 4H 4e 2H2O2H2 O2 2H2O 甲醇燃料电池酸性电解质 铂为两极 电解质稀H2SO4 负极反应 正极反应 总反应离子方程式 2CH3OH 3O2 2CO2 4H2O 2CH3OH 12e 2H2O 12H 2CO2 3O2 12e 12H 6H2O 两极为石墨电极 电解质是KOH溶液 负极 2H2 4e 4OH 4H2O正极 O2 4e 2H2O 4OH 总反应 2H2 O2 2H2O 碱性介质 2 碱性电解质溶液 注 碱性溶液电荷守恒配OH 甲醇燃料电池碱性电解质 铂为两极 电解液KOH溶液 负极反应 正极反应 总反应离子方程式 2CH3OH 3O2 4OH 2CO32 6H2O 2CH3OH 12e 16OH 2CO32 12H2O 3O2 12e 6H2O 12OH 注 碱性条件下CO2和OH 反应最终生成CO32 C2H5OH 12e 16OH 2CO32 11H2O 思考 乙醇燃料电池在碱性条件下的负极反应 固体氧化物电解质一极通入空气 另一极通入H2气体 电解质是掺杂氧化钇 Y2O3 的氧化锆 ZrO2 晶体 在熔融状态下能传导O2 负极反应 正极反应 总反应方程式 2H2 O2 2H2O O2 4e 2O2 2H2 4e 2O2 2H2O 注 固体氧化物传递O2 电荷守恒用O2 配 3 熔融盐电解质 思考 如题所述若将H2换成C3H8 丙烷 如何写 负极反应 正极反应 总反应方程式 C3H8 5O2 3CO2 4H2O C3H8 20e 10O2 3CO2 4H2O 思考 如题所示若将H2换成C3H8 丙烷 如何写 5O2 20e 10O2 熔融碳酸盐铂为两极 Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质 CO为负极燃气 空气与CO2的混合气为正极助燃气 总反应方程式 正极反应 负极反应 2CO O2 2CO2 O2 4e 2CO 4e 2CO32 4CO2 2CO32 2CO2 注 熔融碳酸盐传递CO32 电荷守恒用CO32 配 燃料电池全面总结 酸性溶液 配H 2 电极反应产物 碱性溶液 配OH 1 电荷守恒 规律2 碱性环境燃料中C元素最终生成CO32 其余环境都生成CO2 熔融碳酸盐 传递CO32 配CO32 固体氧化物 传递O2 配O2 规律1 环境中是什么离子 电荷守恒就用该离子来配平 练习1分别写出甲烷在酸性电解质溶液 碱性电解质溶液 熔融固体氧化物 熔融碳酸盐四种条件下的总反应和电极反应 1 酸性电解质负极 CH4 8e 2H2O 8H CO2正极 2O2 8e 8H 4H2O总反应 CH4 2O2 CO2 2H2O 2 碱性电解质负极 CH4 8e 10OH CO32 7H2O正极 2O2 2H2O 8e 8OH 总反应 CH4 2OH 2O2 CO32 3H2O 3 熔融固体氧化物负极 CH4 8e 4O2 CO2 2H2O正极 2O2 8e 4O2 总反应 CH4 2O2 CO2 2H2O 4 熔融碳酸盐负极 CH4 8e 4CO32 5CO2 2H2O正极 2O2 8e 4CO2 4CO32 总反应方程式CH4 2O2 CO2 2H2O 练习2N2H4 肼 空气燃料电池是一种碱性燃料电池 电解质溶液是20 30 的KOH溶液 肼 空气燃料电池放电时 总反应 N2H4 O2 N2 2H2O负极的电极反应式是 正极的电极反应式是 N2H4 4OH 4e 4H2O N2 O2 2H2O 4e 4OH 思考 氨气构成燃料电池 其电池反应原理为4NH3 3O2 2N2 6H2O 电极反应如何写 练3如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的结构示意图 甲醇在催化剂作用下提供质子 H 和电子 电子经外电路 质子经内电路到达另一极与氧气反应 电池总反应式为 2CH3OH 3O2 2CO2 4H2O 下列说法中正确的是 A 左边的电极为负极