燃料电池基础

最全燃料电池系列科普报告(制氢、储运、燃料电池系统、混合动力)

最全燃料电池系列科普报告（制氢、储运、燃料电池系统、 混合动力） 此文由电池视界整理，转载请注明。燃料电池系列科普报告 制氢 我国燃料电池基础设施建设进入加速期，为燃料电池汽车商业化做好充分准备。加氢基础设施是燃料电池发展的重要保障，氢气的低成本输运也是需要重点攻克的难题，适合燃料电池汽车的高纯度氢气来源也是重要问题。本文将主要介绍燃料电池的必要材料氢气的制取过程，并分析对比不同方法之间的优劣性。 思考的问题： 1、工业制氢的方法有哪些，他们的原理分别是什么？ 2、每种方法各自的优缺点是什么？最优适应情形是如何的？ 重要结论工业制氢包括很多种方法，但都存在着各自的优势和局限性。综合目前工业制氢方式的优劣势及成本考虑，如果用氢装置附近有丰富的焦炉气资源，焦炉气制氢技术是首选的工艺技术方案。我国目前燃料电池车用氢气的实践，焦炉气制氢技术同样是首选。但焦炉气制氢严重收到焦炉气资源的限制。 在未来能源结构调整中，焦炉气产量下降，氢气需求猛增，届时焦炉气制氢将难以继续使用。因此，目前工业制氢尚无最佳方案，仍然有待研发。 1、工业制氢方法众多氢气不仅是重要的工业原料和还原剂，也是燃

料电池的必要燃料。随着燃料电池的推广和普及，燃料电池汽车进入成熟市场，氢的消耗量也会以惊人的速度增加。 目前工业制氢主要有几种方法：一是采用化石燃料制取氢气；二是从化工副产物中提取氢气；三是采用采用来自生物的甲醇甲烷制取氢气，四是利用太阳能、风能等自然能量进行水的电解。 1.1 化石燃料制氢化石燃料制氢是传统的制氢方法，也是制氢的老工艺，但仍然离不开对化石燃料的依赖，并且会排出二氧化碳等温室气体，导致燃料电池环保价值降低。一般用于制氢的化石燃料是天然气。天然气制氢的过程是：在一定的压力和一定的高温及催化剂作用下，天然气中烷烃和水蒸汽发生化学反应。转化气经过沸锅换热、 进人变换炉使C0 变换成H2 和CO2 。再经过换热、冷凝、汽水分离,通过程序控制将气体依序通过装有3 种特定吸附剂的吸附塔，由变压吸附（PSA ）升压吸附N2 、CO 、CH4 、CO2 ，提取产品氢气。1.2 工业副产物制氢 焦炉气制氢技术是采用变压吸附的工艺，从炼焦行业副产的焦炉气中提取纯氢。其基本原理是利用固体吸附剂对气体的吸附具有选择性，以及气体在吸附剂上的吸附量随其分压的降低而减少的特性，实现气体混合物的分离和吸附剂的再生，达到提纯制氢的目的。 1.3 生物原料制氢甲醇裂解制氢的工艺过程是甲醇和除盐水按一定的配比混合,加热至270C左右的混合物蒸汽，在催化剂(Cu-Zn-AI)或 者(Cu-Zn-Cr)的作用下，发生催化裂解和转化反应。 1.4 电

高2020届高2017级高三化学二轮复习小专题训练试题及参考答案燃料电池

2020届届届届届届届届届届届届届 ——届届届届 1.尿素[CO(NH2)2]与NO在碱性条件下可形成燃料电池(如图),电池总反应方程式为2CO(NH2)2＋6NO ＋4NaOH＝5N2＋2Na2CO3＋6H2O。下列说法正确的是() A.甲电极为电池的负极,发生还原反应 B.电池工作时,电子经负载、乙电极、电解质又流向甲电极 C.电池工作一段时间后,乙电极周围溶液酸性增强 D.甲电极的电极反应式为CO(NH2)2?6e?+8OH?=CO32?+N2↑+6H2O 2.以二甲醚(CH3OCH3)酸性燃料电池为电源,电解饱和食盐水制备氯气和烧碱,设计装置如图所示。已 知:a电扱的反应式为O2+4H++4e-=2HO,下列说法不正确的是( ) A.b电极的反应式为CH3OCH3+3H2O?12e?=2CO2↑+12H+ B.试剂A为饱和食盐水,试剂B为NaOH稀溶液 C.阳极生成1 mol气体时,有1mol离子通过离子交换膜 D.阴极生成1 mol气体时,理论上导线中流过2mole?

3.一种熔融碳酸盐燃料电池原理示意如图．下列有关该电池的说法正确的是() A.反应,每消耗1mol CH4转移12mol电子 B.电极A上H2参与的电极反应为:H2+CO32??2e??=H2O+CO2 C.电池工作时,CO32?向电极B移动 D.电极B上发生的电极反应为:O2+2CO2+4e??=2CO32? 某种燃料电池是以甲烷(CH4)和空气为原料,以KOH为电解质溶液构成的原电池。电池的总反应类似甲烷在氧气中的燃烧。下列说法正确的是( ) ①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole- ②CH4在负极发生氧化反应,电极反应式是:CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O ③燃料电池把化学能直接转化为电能,而不经过热能这一种中间形式,所以它的能量转化效率高,并且 减少了对环境的污染 ④这种燃料电池要定期更换电解质溶液 A.①② B.①②③④ C.①③④ D.②④ 4.探索二氧化碳在海洋中转移和归宿,是当今海洋科学研究的前沿领域。研究表明,溶于海水的二氧化碳 主要以无机碳形式存在,其中HCO3-占95%。科学家利用下图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。下列说法不正确的是( ) A.a室中OH?在电极板上被氧化 B.b室发生反应的离子方程式为:H++HCO3?=CO2↑+H2O C.电路中每有0.2mol电子通过时,就有0.2mol阳离子从c室移至b室 D.若用氢氧燃料电池供电,则电池负极可能发生的反应为:H2+ 2OH??2e?=2H2O

选修四第四章电化学基础测试题

高二化学选修四《电化学基础》复习检测试题 可能用到的相对原子质量：H：1 C：12 N：14 O：16 Cu：64 Ag：108 第I卷（选择题共51分） 一、选择题（本题包括17小题，每题只有一个选项符合题意，每题3分共51分）1．下列金属防腐的措施中，属于牺牲阳极的阴极保护法的是( ) A.水中的钢闸门连接电源的负极 B.金属护拦表面涂漆 C.汽水底盘喷涂高分子膜 D.地下钢管连接锌板 2．下列叙述正确的是( ) A．电镀时，通常把待镀的金属制品作阳极 B．氯碱工业是电解熔融的NaCl，在阳极能得到Cl 2 C．氢氧燃料电池(酸性电解质)中O 2通入正极，电极反应为O 2 ＋4H＋＋4e－ ===2H 2 O D．下图中电子由Zn极流向Cu，盐桥中的Cl－移向CuSO 4 溶液 3.下列有关电化学的示意图中正确的是( ) 4．用铁丝、铜丝和CuSO 4 正确的是( ) A．构成原电池时Cu极反应为：Cu—2e ＝Cu2+ B．构成电解池时Cu极质量可能减少也可能增加 C．构成电解池时Fe极质量一定减少 D．构成的原电池或电解池工作后就可能产生大量气体 Fe Cu

5．如图，将纯Fe棒和石墨棒插入1 L饱和NaCl溶液中。下列说法正确的是A．M接负极，N接正极，当两极产生气体总量为22.4 L(标准状况) 时，生成1 mol NaOH B．M接负极，N接正极，在溶液中滴人酚酞试液，C电极周围溶液变红 C．M接负极，N接正极，若把烧杯中溶液换成1 L CuSO 4 溶液，反 应一段时间后，烧杯中产生蓝色沉淀 D．M接电源正极，N接电源负极，将C电极换成Cu电极，电解质溶 液换成CuSO 4 溶液，则可实现在铁上镀铜 6．为增强铝的耐腐蚀性，现以铅蓄电池为外电源，以Al作阳极、Pb作阴极，电解稀硫酸，铝表面的氧化膜增厚。其反应原理如下： 电池：Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2 SO 4 (aq)=2PbSO 4 (s)+2H 2 O(l) 电解池：2Al+3H 2O Al 2 O 3 +3H 2 电池电解池 A H+移向Pb电极H+移向Pb电极 B 每消耗3molPb 生成2molAl 2O 3 C 正极：PbO 2+4H++2e=Pb2++2H 2 O 阳极：2Al+3H 2 O-6e=Al 2 O 3 +6H+ D 7 极b和d上没有气体逸出，但质量均增大，且增重b＜d。 选项X Y A．MgSO 4CuSO 4 B．AgNO 3Pb(NO 3 ) 2 C．FeSO 4 Al 2 (SO 4 ) 3 D．CuSO 4AgNO 3 8 2O 7 2－）时，以铁板作阴、阳极，处理 过程中存在反应Cr 2O 7 2+6Fe2＋+14H＋=2Cr3＋+6Fe3＋+7H 2 O，最后Cr3＋以Cr(OH) 3 形式除 去，说法不正确 ．．．的是 A.阳极反应为Fe－2e－=Fe2＋ B.电解过程中溶液pH不会变化 C.过程中有Fe(OH) 3沉淀生成 D.电路中每转移12mol电子，最多有 Fe C 饱和NaCl溶液 电源 M N

燃料电池汽车的动力传动系统设计

燃料电池汽车的动力传动系统设计 1引言 燃料电池汽车是电动汽车的一种。 燃料电池发出的电，经逆变器、控制器等装置，给电动 机供电，再经传动系统、驱动桥等带动车轮转动 ，就可使车辆在路上行驶，燃料电池的能量转 换效率比内燃机要高 2-3倍。燃料电池的化学反应过程不会产生有害产物 ，因此燃料电池车 辆是无污染汽车。随着对汽车燃油经济性和环保的要求 ，汽车动力系统将从现在以汽油等化 石燃料为主慢慢过渡到混合动力 ，最终将完全由清洁的燃料电池车替代。 近几年来，燃料电池系统和燃料电池汽车技术已经取得了重大的进展。世界著名汽车制 造厂，如丰田、本田、通用、戴姆勒-克莱斯勒、日产和福特汽车公司已经开发了几代燃料电 池汽车，并宣布了各种将燃料电池汽车投向市场的战略目标。 目前，燃料电池轿车的样车正在 进行试验，以燃料电池为动力的运输大客车在北美的几个城市中正在进行示范项目。其中本 田的FCX Clarity 最高时速达到了 160 km/h[8];丰田燃料电池汽车 FCHV-adv 已经累计运行 了 360,000 km 的路试,能够在零下37度启动，一次加氢能够从大阪行驶到东京 （560公 里）。 在我国科技部的支持下，燃料电池汽车技术得到了迅速发展。 2007年，我国第四代燃料电池 轿车研制成功，该车最高时速达150 km/h,最大续驶里程319 km 。2008年,20燃料电池示范 汽车又 在北京奥运进行了示范运行。 2010年，包括上汽、奇瑞等国内汽车企业共有 196辆燃 料电池汽车在上海世博园区进行示范运行。 燃油绘济性 排放环保 l ;uel economic exhaust eih ironmen(al protection Internal combustion engine Shori peicxl Mid peitxl Long pei

燃料电池-正负极专题习题

> 燃料电池-巩固加强 ）— ·- ？ 总反应化学方程式 负极反应正极反应 总反应化学方程式总反应离子方程式: 负极反应正极反应 总反应化学方程式总反应离子方程式负极反应正极反应 总反应化学方程式总反应离子方程式负极反应正极反应 总反应化学方程式总反应离子方程式. 负极反应正极反应 总反应化学方程式总反应离子方程式负极反应正极反应 总反应化学方程式总反应离子方程式、 负极反应正极反应 O2 O2 O2 O2 O2 O2 O2 C2H6 C2H6 ！ C H C2H2 C2H5OH C2H5OH C6H6KOH H2SO4 （ H SO H2SO4 H2SO4 KOH KOH

( 1、熔融盐燃料电池因具有高效率而受重视。可用Li 2CO 3和Na 2CO 3熔融盐混合物作电解质，CO 为阳极燃气，空气与CO 2的混合气作为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。完成有关的电池反应式。 阳极反应式：2CO ＋2CO 32－＝4CO 2＋4e － 阴极反应式：___________________________________。 2、（多选）肼（N 2H 4）—空气燃料电池是一种环保型碱性燃料电池，电解质溶液是20%～30%的KOH 溶液。电池总反应为：N 2H 4＋O 2＝N 2↑＋2H 2O 。下列关于该燃料电池工作时的说法正确的是（ ） A ．负极的电极反应式是：N 2H 4＋4OH －－4e －＝4H 2O ＋N 2↑ B ．正极的电极反应式是：O 2＋4H ＋＋4e －＝2H 2O C ．溶液中阴离子向正极移动 D ．溶液中阴离子物质的量基本不变 3、我国首创的以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯已研制成功．这种灯以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧使铝不断氧化而源源产生电流．只要把灯放入海水中，数分钟后就会发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20～50倍．试推测此种新型电池可能的基本结构及电极反应式： (1)__________是负极，电极反应式为___________________________． (2)__________是正极，电极反应式为___________________________． 4、某原电池中，电解质溶液为KOH(aq)，分别向负极通入C 2H 4、C 2H 2或Al(g)，分别向正极通入 O 2或Cl 2．试完成下列问题： (1)当分别通入C 2H 4和O 2时： ①正极反应：______ _______；②负极反应：______ _________； ③电池总反应：_____________________；④溶液pH 的变化：__________ (2)当分别通入C 2H 2和O 2时： ①正极反应：____ ___________；②负极反应：____ ___________； ③电池总反应：_____________________；④溶液pH 的变化：_______________． (3)当分别通入Al(g)和Cl 2时： ①正极反应：_____________ _；②负极反应：_________________________； ③电池总反应：_____________________；④溶液pH 的变化：_______________． 5、据报道，最近摩托罗拉（MOTOROLA ）公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用1个月充电一次。假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO 2被充分吸收生成CO 32－ （1）该电池反应的总离子方程式为__________________________________________。 （2）甲醇在____极发生反应（填正或负），电池在放电过程中溶液的pH 将________ （填降低或上升、不变）；若有16克甲醇蒸气被完全氧化,产生的电能电解足量的CuSO 4溶液，（假设整个过程中能量利用率为80％），则将产生标准状况下的O 2________升。 （3）最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气。其中固体电解质是掺杂了Y 2O 3（Y ：钇）的ZrO 2（Zr ： 总反应化学方程式 总反应离子方程式 负极反应 正极反应 O 2 C 6H 6KOH

电化学基础知识点总结

电化学基础知识点总结 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应） 原 ?③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 锂电池 ①、燃料电池与普通电池的区别 不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时 燃料 电极 反应产物不断排出电池。 J 电池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是 CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 负极：2H 2+2OH --4e -=4H 2O ;正极：O 2+2H 2O+4e -=4OH - ③、氢氧燃料电池：J 总反应：O 2 +2H 2 =2H 2O 特点：转化率高，持续使用，无污染。 废旧电池的危害：旧电池中含有重金属（ Hg 2+）酸碱等物质；回收金属，防止污染。 电 池 原 理 基本概念: I 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 电极反应方程式：电极反 应、总反应。 失e -,沿导线传递，有电流产生 反应原理: 氧化反应 Zn-2e -=zn 2+ 负极. 铜锌原电池 不溶 断解 电解质溶液 电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=zn 2+ ① 、普通锌一一锰干电池 干电池： ② 、碱性锌一一锰干电池 正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2 f 总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2 f 电解质溶液：糊状的 NH 4CI 特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加） 电解液： 由中性变为碱性（离子导电性好） 。 铅畜电池：总 化学电源简介 蓄电池 其它蓄电池 正极（PbO 2） 负极（Pb ） !、反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 .充电.2PbSO 4+2H 2O 电解 液：1.25g/cm 3?1.28g/cm 3 的 H 2SO 4 溶液 特点：电压稳 定。 PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O Pb+SO 42--2e -=PbSO 4 放电 充电 I 、镍 镉（Ni Cd ）可充电电池； 放由 Cd+2NiO （OH ）+2H 2O .放电* Cd （OH 》+2Ni （OH ） 2 阳E 移 还原反应 2H ++2e -=2H 2 f

第四章 电化学基础知识点总结

第四章电化学基础 第一节原电池 原电池： 1、概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池 2、组成条件：①两个活泼性不同的电极②电解质溶液③电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路 3、电子流向：外电路：负极——导线——正极 内电路：盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液，盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。 4、电极反应：以锌铜原电池为例： 负极：氧化反应：Zn－2e＝Zn2＋（较活泼金属） 正极：还原反应：2H＋＋2e＝H2↑（较不活泼金属）总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑ 5、正、负极的判断： （1）从电极材料：一般较活泼金属为负极；或金属为负极，非金属为正极。 （2）从电子的流动方向负极流入正极 （3）从电流方向正极流入负极 （4）根据电解质溶液内离子的移动方向阳离子流向正极，阴离子流向负极 （5）根据实验现象①__溶解的一极为负极__②增重或有气泡一极为正极 第二节化学电池 1、电池的分类：化学电池、太阳能电池、原子能电池 2、化学电池：借助于化学能直接转变为电能的装置 3、化学电池的分类：一次电池、二次电池、燃料电池 一、一次电池 1、常见一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等 二、二次电池 1、二次电池：放电后可以再充电使活性物质获得再生，可以多次重复使用，又叫充电电池或蓄电池。 2、电极反应：铅蓄电池 放电：负极（铅）：Pb＋SO 4 2-－2e-＝PbSO4 正极（氧化铅）：PbO2＋4H+＋SO 4 2-＋2e-＝PbSO4＋2H2O 充电：阴极：PbSO4＋2H2O－2e-＝PbO2＋4H+＋SO 4 2- 阳极：PbSO4＋2e-＝Pb＋SO 4 2- 两式可以写成一个可逆反应：PbO2＋Pb＋2H2SO4 2PbSO4＋2H2O 3、目前已开发出新型蓄电池：银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池 三、燃料电池 1、燃料电池：是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池 2、电极反应：一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，可根据燃烧反应写出总的电池反应，但不注明反应的条件。，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意一般电解质溶液要参与电极反应。以氢氧燃料电池为例，铂为正、负极，介质分为酸性、碱性和中性。 当电解质溶液呈酸性时：负极：2H 2 －4e-=4H+ 正极：Ｏ2＋4 e-4H+ =2H2O 当电解质溶液呈碱性时：负极：2H 2＋4OH-－4e-＝4H 2 O正极：Ｏ2＋2H2O＋4 e-＝4OH- 另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极，又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。电极反应式为： 负极：CH4＋10OH－－8e-＝CO32-＋7H2O；正极：4H2O＋2O2＋8e-＝。 电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O 3、燃料电池的优点：能量转换率高、废弃物少、运行噪音低 四、废弃电池的处理：回收利用

燃料电池种类工作原理及结构

燃料电池 燃料电池(FuelC ｅl ｌ)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置.燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。 燃料电池含有阳阴两个电极，分别充满电解液，而两个电极间则为具有渗透性的薄膜所构成.氢气由阳极进入供给燃料，氧气(或空气)由阴极进入电池. 电池经由催化剂的作用，使得阳极的氢原子分解成氢质子(pro ｔo ｎ）与电子（ｅlectro ｎ），其中质子进入电解液中,被氧“吸引"到薄膜的另一边,电子经由外电路形成电流后，到达阴极。在阴极催化剂之作用下,氢质子、氧及电子,发生反应形成水分子。这正是水的电解反应的逆过程,因此水是燃料电池唯一的排放物. 利用这个原理,燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电,为一种 ＂发电机"。 阳极反应 - 阴极反应 总反应 伴随着电池反应， 电池向外输出电能。只要保持氢气和氧气的供给，该燃料电池就会连续不断地产生电能。 燃料电池的分类 1 按燃料电池的运行机理分 根据燃料电池的运行机理的不同,可分为酸性燃料电池和碱性燃料电池.例如磷酸燃料电池（PA ＦC)和液态氢氧化钾燃料电池（LPH ＦＣ)。 2按电解质种类分 根据燃料电池中使用电解质种类的不同，可分为酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质的燃料电池。即碱性燃料电池（AFC ）、磷酸燃料电池（PAFC ）、熔融碳酸盐燃料电池（MCF Ｃ)、固体氧化物燃料电池(SOF Ｃ）和质子交换膜燃料电池（ＰEMFC ）等。在燃料电池中,磷酸燃料电池(ＰAFC ）、质子交换膜燃料电池(PEMFC ）可以冷起动和快起动,可以用作为移动电源,适应燃料电池电动汽车（FCEV)使用的要求，更加具有竞争力。 ３按燃料类型分 燃料电池的燃料有氢气、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有机燃料和汽油、柴油以及天然气等气体燃料,有机燃料和气体燃料必须经过重整器“重整”为氢气后,才能成为燃料电池的燃料。根据燃料电池使用燃料类型的不同，可分为直接型燃料电池、间接型燃料电池和再生型燃料电池。 4按工作温度分 e H H 222+→+O H O e H 222122→+++O H O H 22222=+

电池测试之电化学阻抗谱的详细资料简介

电池测试之电化学阻抗谱的详细资料简介 许多研究电池的小伙伴，在最开始接触交流阻抗相关知识时，可能会非常排斥。因为无论是巴德的《电化学原理与应用》还是曹楚南、张鉴清的《电化学阻抗谱导论》，书中都是通过严谨公式推导来讲述的。今天，我们将尽量的避开公式，尽可能的分析交流阻抗谱尤其是其在锂电池中的应用。 电化学阻抗谱是一种相对来说比较新的电化学测量技术，它的发展历史不长，但是发展很迅速，目前已经越来越多地应用于电池、燃料电池以及腐蚀与防护等电化学领域。 电化学阻抗谱（Electrochemical Impedance Spectroscopy，EIS） 即给电化学系统施加一个频率不同的小振幅的交流正弦电势波，测量交流电势与电流信号的比值（系统的阻抗）随正弦波频率ω的变化，或者是阻抗的相位角f随ω的变化。 可以更直观的从这个示意图来看，利用波形发生器，产生一个小幅正弦电势信号，通过恒电位仪，施加到电化学系统上，将输出的电流/电势信号，经过转换，再利用锁相放大器或频谱分析仪，输出阻抗及其模量或相位角。通过改变正弦波的频率，可获得一些列不同频率下的阻抗、阻抗的模量和相位角，作图即得电化学阻抗谱-这种方法就称为电化学阻抗谱法。由于扰动电信号是交流信号，所以电化学阻抗谱也叫做交流阻抗谱。 利用EIS可以分析电极过程动力学、双电层和扩散等，可以研究电极材料、固体电解质、导电高分子以及腐蚀防护机理等。 基本思路——将电化学系统看成等效电路 利用电化学阻抗谱研究一个电化学系统时，它的基本思路是将电化学系统看作是一个等效电路，这个等效电路是由电阻（R）、电容（C）、电感（L）等基本元件按串联或并联等不同方式组合而成。通过EIS，可以定量的测定这些元件的大小，利用这些元件的电化学含义，来分析电化学系统的结构和电极过程的性质。 我们可以将内部结构未知的电化学系统当作一个黑箱，给黑箱输入一个扰动函数（激励函数），黑箱就会输出一个响应信号。用来描述扰动与响应之间关系的函数，称为传输函数。

高二化学燃料电池专题

高二化学燃料电池专题 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT

燃料电池专题我在这里给同学们梳理一下燃料电池的原理，主要是解决正负极电极方程式书写的问题。 一、预备知识（如果你必修阶段掌握良好可跳过这一部分） 燃料电池说到底还是原电池，我们在这里先复习下必修2中Cu-Zn原电池的原理。1. 看构造 如上图，原电池主要由Cu片、Zn片、稀H2SO4、导线等构成。 2. 谈现象 Zn片是银白色的，在放电过程中溶解。 Cu片是紫红色的，在放电过程中表面有气泡冒出。 3. 说原理 Zn比Cu金属性强（更活泼），即更容易失去电子，导线连接之后，Zn的电子优先选择沿着导线跑到铜片表面去排队1而不是直接跳到溶液里。 Zn由于失去电子被氧化形成Zn2+，就脱离了Zn片表面溶解在了溶液里，Zn片就不断变薄变细。我们把Zn这一极称为负极，电极方程式是Zn-2e-=Zn2+。 与此同时，另一极Cu的表面由于有电子在那儿排队，而显负电，就会吸引溶液中的阳离子H+向该极移动，这些阳离子获得那些排队的电子生成H2，于是就有气泡冒出。我们把Cu这一极称为正极，电极方程式是2H++2e-=H2↑ 4. 小结 Cu-Zn原电池（稀H2SO4作为电解质） Zn是负极，失去电子，被氧化，电极方程式Zn-2e-=Zn2+。

Cu是正极，H+在其表面得电子，被还原，电极方程式2H++2e-=H2↑。 总反应式是Zn+2H+=Zn2++H2↑ 要小心，不要想当然地认为Zn失去电子则Cu得电子，Cu虽然金属性不强但毕竟仍然是金属，且是电的良导体（家里的电线、电话线、网线），说明了它表面的电子还是很容易移动的，因此它不会自己得电子形成带负电的离子。 1：注意，我这里说电子排队只是形象地打个比方便于理解，给中学生讲课是可以这么讲的，实际上只有当回路接通的时候才会有电子跑到铜片上去。而之所以有这样的一个接通回路就会定向移动应该是电势差U造成的。 二、氢氧燃料电池——最简单的燃料电池 下面是该电池的原理图： 1. 看构造 这个电池由两个惰性电极Pt（金属铂）、导线等构成。左右两半溶液槽用隔膜隔开（允许部分离子通过，如阴离子半透膜只允许阴离子通过，不会完全隔断，否则就行不成闭合回路了）。 2. 谈原理 左右分别有一条导气管，将H2和O2输送到Pt电极附近。由于Pt的特性——如表面多孔，可以吸附气体，所以这些输送进去的气体不会立刻浮出水面，而是附着在Pt电极表面。 我们知道H2跟O2相比，前者是还原性气体，后者是氧化性气体。也就是说前者容易失去电子，后者容易得到电子。于是，跟我们之前Cu-Zn原电池类似就有： H2作负极反应物，失去电子，被氧化，生成H+。但是电极方程式却不一定是H2-2e-=2H+。为什么呢因为电解液的酸碱性不知道。如果电解液为酸性或者中性，这些H+

电化学基础知识点(大全)

【知识点】 装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 负极 铜锌原电池 正极 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 电解质溶液 电极反应： 负极（锌筒）Zn-2e -=Zn 2+ 正极（石墨）2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑ ①、普通锌——锰干电池 总反应：Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑ 干电池： 电解质溶液：糊状的NH 4Cl 特点：电量小，放电过程易发生气涨和溶液 ②、碱性锌——锰干电池 电极：负极由锌改锌粉（反应面积增大，放电电流增加）； 电解液：由中性变为碱性（离子导电性好）。 正极（PbO 2） PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极（Pb ） Pb+SO 42--2e -=PbSO 4 铅蓄电池：总反应：PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O 电解液：1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液 蓄电池 特点：电压稳定。 Ⅰ、镍——镉（Ni ——Cd ）可充电电池； 其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Ⅱ、银锌蓄电池 锂电池 ①、燃料电池与普通电池的区别 不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内，而是工作时不断从外界输入，同时 燃料 电极反应产物不断排出电池。 电池 ②、原料：除氢气和氧气外，也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。 负极：2H 2+2OH --4e -=4H 2O ；正极：O 2+2H 2O+4e -=4OH - ③、氢氧燃料电池： 总反应：O 2 +2H 2 =2H 2O 特点：转化率高，持续使用，无污染。 废旧电池的危害：旧电池中含有重金属（Hg 2+）酸碱等物质；回收金属，防止污染。 失e -,沿导线传递，有电流产生 溶解 不断 移 向 阳离 子 化 学电源简介 放电 充电 放电 放电`

第四章电化学基础知识点归纳.doc

第四章电化学基础知识点归纳 一、原电池课标要求1、掌握原电池的工作原理2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式要点精讲1、原电池的工作原理（1）原电池概念：化学能转化为电能的装置，叫做原电池。若化学反应的过程中有电子转移，我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动，即形成电流。只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能；非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用，但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。（2）原电池装置的构成①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极。②电极材料均插入电解质溶液中。③两极相连形成闭合电路。（3）原电池的工作原理原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生，从而在外电路中产生电流。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，简易记法：负失氧，正得还。2、原电池原理的应用（1）依据原电池原理比较金属活动性强弱①电子由负极流向正极，由活泼金属流向不活泼金属，而电流方向是由正极流向负极，二者是相反的。②在原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应；不活泼金属作正极，发生还原反应。③原电池的正极通常有气体生成，或质量增加；负极通常不断溶解，质量减少。（2）原电池中离子移动的方向①构成原电池后，原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动，溶液中的阴离子向原电池的负极移动；②原电池的外电路电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。注：外电路：电子由负极流向正极，电流由正极流向负极；内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极。

3、原电池正、负极的判断方法：（1）由组成原电池的两极材料判断一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。（2）根据电流方向或电子流动方向判断。电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。（3）根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。（4）根据原电池两极发生的变化来判断原电池的负极失电子发生氧化反应，其正极得电子发生还原反应。（5）根据电极质量增重或减少来判断。工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在电极（正极）放电，电极活动性弱；反之，电极质量减小，说明电极金属溶解，电极为负极，活动性强。（6）根据有无气泡冒出判断电极上有气泡冒出，是因为发生了析出h2的电极反应，说明电极为正极，活动性弱。本节知识树原电池中发生了氧化还原反应，把化学能转化成了电能。 二、化学电源课标要求1、了解常见电池的种类2、掌握常见电池的工作原理要点精讲1、一次电池（1）普通锌锰电池锌锰电池是最早使用的干电池。锌锰电池的电极分别是锌（负极）和碳棒（正极），内部填充的是糊状的mno2和nh4cl。电池的两极发生的反应是： （2）碱性锌锰电池用koh电解质溶液代替nh4cl作电解质时，无论是电解质还是结构上都有较大变化，电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。它的电极反应如下： （3）银锌电池――纽扣电池该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为ag2o和zn，电解质为koh溶液。其电极反应式为：3

燃料电池专题

燃料电池专题 1．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如右图。下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是 A．该电池工作时电能转化为化学能 B．该电池中电极a是正极 C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极a D．该电池的总反应：2H2+O2＝2H2O 2．下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是 A．a电极是负极 B．b电极的电极反应为：4OH－— 4e－= 2H2O + O2↑ C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源 D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂 全部储藏在电池内的新型发电装置 3．据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供腺务。某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是 A．正极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－ B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变 C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2O D．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移 4．氢氧燃料电池用于航天飞船，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应如下：

负极：2H2+4OH—－4e—4H2O 正极：O2+2H2O+4e—4OH— 当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为 A．1.8mol B．3.6mol C．100mol D．200mol 5．航天技术使用氢氧电池具有高能、轻便，不污染优点，氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式均可表示为：2H2＋O2= 2H2O，酸式氢燃料电池的电解质是酸、其负极反应为：2H2－4e－= 4H＋，则正极反应为；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为：O2＋2H2O＋4e－= 4OH－，则负极反应 为：。 6．美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：a、b 两个电极均由多孔的碳块组成，通人的氢气和氧气由孔隙中逸出，并在电极表面发生电极反应而放电。 (1)该燃料电池发生的总的化学方程式 是：，其电极分别为a 是极，b是极(填正或负)，其电极反应分别是：a极：b极： (2)氢氧燃料电池能量转换率高，无污染，最终产物只有水，阿波罗宇宙飞船上的宇航员的生活用水均由燃料电池提供，已知燃料电池发一度电生成396g水，其热化学方程式是2H2(g)+O2(g) ===2H2O（l)+572kJ，则发出一度电时，产生能量kJ，此燃料电池的能量转换率是。 (3)燃料电池的输出电压为1．2V，要使标有1．2V、1．5W的小灯泡连续发光1小时，则共消耗H2的物质的量为mo1． 7．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，附气体的能力强，性质稳定，请回答：

电化学基础知识点总结

装置特点：化学能转化为电能。 ①、两个活泼性不同的电极； 形成条件：②、电解质溶液（一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应）； 原 ③、形成闭合回路（或在溶液中接触） 电 负极：用还原性较强的物质作负极，负极向外电路提供电子；发生氧化反应。 池 基本概念： 正极：用氧化性较强的物质正极，正极从外电路得到电子，发生还原反应。 原 电极反应方程式：电极反应、总反应。 理 氧化反应 还原反应 反应原理：Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑ 1．下列变化中，属于原电池反应的是( ) A ．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B ．镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C ．红热的铁丝与水接触表面形成蓝黑色保护层 D ．铁与稀H 2SO 4反应时，加入少量CuSO 4溶液时，可使反应加速 2．100 mL 浓度为2 mol/L 的盐酸跟过量的锌片反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的量，可采用的方法是( ) A ．加入适量的6 mol/L 的盐酸 B ．加入数滴氯化铜溶液 C ．加入适量的蒸馏水 D ．加入适量的氯化钠溶液 3．称取三份锌粉，分别盛于甲、乙、丙三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上塞子，定时测定生成氢气的体积。甲加入50 mL pH ＝3的盐酸，乙加入50 mL pH ＝3的醋酸，丙加入50 mL pH ＝3的醋酸及少量胆矾粉末。若反应终了，生成氢气的体积一样多，且没有剩余的锌。请用“＞”“＝”或“＜”回答下列各题。 (1)开始时，反应速率的大小为__________。 (2)三支试管中参加反应的锌的质量为__________。 (3)反应终了，所需时间为__________。 (4)在反应过程中，乙、丙速率不同的理由是(简要说明)__________。 失e -,沿导线传递，有电流产生

新人教版高中化学选修4知识点总结：第四章电化学基础

电化学基础 一、原电池 课标要求 1、掌握原电池的工作原理 2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式 要点精讲 1、原电池的工作原理 （1）原电池概念：化学能转化为电能的装置，叫做原电池。 若化学反应的过程中有电子转移，我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动，即形成电流。只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能；非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用，但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。 （2）原电池装置的构成 ①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极。 ②电极材料均插入电解质溶液中。 ③两极相连形成闭合电路。 （3）原电池的工作原理 原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生，从而在外电路中产生电流。负极发生氧化反应，正极发生还原反应，简易记法：负失氧，正得还。 2、原电池原理的应用 （1）依据原电池原理比较金属活动性强弱 ①电子由负极流向正极，由活泼金属流向不活泼金属，而电流方向是由正极流向负极，二者是相反的。

②在原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应；不活泼金属作正极，发生还原反应。 ③原电池的正极通常有气体生成，或质量增加；负极通常不断溶解，质量减少。 （2）原电池中离子移动的方向 ①构成原电池后，原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动，溶液中的阴离子向原电池的负极移动； ②原电池的外电路电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。 注：外电路：电子由负极流向正极，电流由正极流向负极； 内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 3、原电池正、负极的判断方法： （1）由组成原电池的两极材料判断 一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。 （2）根据电流方向或电子流动方向判断。 电流由正极流向负极；电子由负极流向正极。 （3）根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断 在原电池的电解质溶液内，阳离子移向正极，阴离子移向负极。 （4）根据原电池两极发生的变化来判断 原电池的负极失电子发生氧化反应，其正极得电子发生还原反应。 （5）根据电极质量增重或减少来判断。 工作后，电极质量增加，说明溶液中的阳离子在电极（正极）放电，电极活动性弱；反之，电极质量减小，说明电极金属溶解，电极为负极，活动性强。 （6）根据有无气泡冒出判断 电极上有气泡冒出，是因为发生了析出H2的电极反应，说明电极为正极，活动性弱。 本节知识树

燃料电池专业词汇

Fuel Cell Glossary Activation voltage loss: 活化电压损失 Activation energy: 活化能 Activation impedance loop：活化阻抗回路 Activation kinetics: 活化反应动力学 Activation barrier: 活化壁垒 Activation overpotential: 活化过电位 Air relative permeability: 空气相对渗透率 Air-water two-phase flow: 水-气两相流 Anode heat exchanger: 阳极热交换器 Anode subsystem: 阳极子系统 Arrhenius relationship: 阿伦尼乌斯关系 Associative pathway: 旁路，侧路 Atmospheric CO2 concentration: 大气CO2浓度Automotive fuel cells: 汽车用燃料电池 Avogadro’s number: 阿伏伽德罗常数 AC/DC converter: 交流/直流转换器 Alkaline fuel cell: 碱性燃料电池 AFM: atomic force microscopy: 原子力显微镜 Air blower: 风机 Air pollution: 空气污染 Air supply: 供气 Aqueous potassium hydroxide: 氢氧化钾溶液Ammonium borohydride:NH4BH4硼氢化铵 Anaerobic digester gas(ADG): 厌氧沼气 Anode Galvani potential: 阳极伽伐尼电位 Anode supported MEA: 阳极支撑膜电极 Aqueous alkaline electrolyte: 含水的碱性电解质Aqueous electrolyte/ionic liquids: 含水电解质/离子溶液Area-normalized reaction rates: 面积归一化的反应速率Area-specific resistance: 面阻抗 Arhenius conductivity equation: 阿伦尼乌斯导电率方程Aromatic hydrocarbon membranes: 芳香族碳氢化合物膜Asiplex(Asahi Chemical Industry): 朝日化工 Back-diffusion water fluxes: 反扩散水通量 Backward flux: 反向通量 Batteries: 电池 Binary diffusion coefficient: 二元扩散系数 Biological fuel cells: 生物燃料电池 Bipolar plates: 双极板