氢氧燃料电池原理
氢氧燃料电池
静态排水
2014年6月13日，中国航天八院811所研制出静态排水燃料电池模块，该模块成功实现高电流密度的长时间 稳定放电，在国内首次实现连续8小时无气体排放。
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氢氧燃料电池
电池类型
01 背景
03 组成结构
目录
02 工作原理 04 电池分类
05 主要特点
07 研发设备
目录
06 应用领域
基本信息
燃料电池是很有发展前途的新的动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为 负极，用空气中的氧作为正极．和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在电池内部的，因而电 池容量取决于贮存的活性物质的量；而燃料电池的活性物质（燃料和氧化剂）是在反应的同时源源不断地输入的， 因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不 用充电等优点，但由于成本高，系统比较复杂，仅限于一些特殊用途，如飞船、潜艇、军事、电视中转站、灯塔 和浮标等方面。
研发设备
再生式
静态排水
再生式
将电池反应产物（水）通过电解器转变成反应物（氢和氧），再重复使用以产生电能的燃料电池，由燃料电 池和电解器两部分组成。可以作为大功率太阳电池阵电源系统的贮能装置。有日照时，太阳电池阵提供电能给航 天器负载，还用于将水电解成氢和氧，使部分电能贮存起来。航天器进入阴影区太阳电池不能发电或供电不足时， 由这种燃料电池供电。氢氧燃料电池是不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的装置。
②培根型燃料电池：属碱性电池。氢、氧电极都是双层多孔镍电极(内外层孔径不同)，加铂作催化剂。电解 质为80%～85%的苛性钾溶液，室温下是固体，在电池工作温度(204～260°C)下为液体。这种电池能量利用率较 高，但自耗电大，起动和停机需较长的时间（起动需24小时，停机17小时）。
(完整)氢氧燃料电池简介
氢氧燃料电池简介燃料电池是一种能量转换装置.它可以按电化学原理,等温地把储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能.如图1所示,对于氢氧燃料电池，在其阳极（负极)上，氢气发生氧化反应，失去电子变成氢离子：-++→e 222H H (1）在阴极（正极)上,氧气发生还原反应，得到电子，并与氢离子结合生成水：O H e H O 222221→++-+ (2） 燃料电池的总反应为：O H O H 22221→+ （3) 即氢气与氧气发生反应生成了水。
图1 燃料电池工作原理示意图值得注意的是，氢气和氧气通过燃料电池所发生的反应，与常规的氢气在氧气中发生的直接氧化（例如燃烧）反应的过程大不一样。
在燃料电池中氢气与氧气并不直接接触，反应是必须通过阴极、阳极以及二者之间的电解质进行.在反应的过程中，在阳极由氢释放的电子会通过外电路负载流到阴极；氢离子则通过具有氢离子（质子）导电性的聚合物薄膜(PEM)扩散到阴极.燃料电池与常规的化学电池（例如锰锌干电池、铅酸蓄电池、锂离子电池等）不同，它的燃料（例如氢气）和氧化剂（例如氧气）并不储存在电极中,而是储存在电池以外的储罐中，在其工作期间,需要不断向电池中输入燃料和氧化剂，同时排放反应产物。
因此，从工作方式上看，燃料电池更像常规的汽油或柴油发电机.燃料电池的主要特点：(1）高效率在燃料电池工作的过程中，化学能直接转变成了电能，并不经过常规燃料燃烧方法发电所经历的燃烧释放热能供给热机做功,再把机械功转变为电能的复杂过程。
由于燃料电池发电不必经历热机过程，所以也就不受卡诺循环的效率限制,因此燃料电池具有很高的效率，其理论效率高达85％以上，即使在受到各种极化限制的情况下,其能量转化效率仍然可以达40%～60％。
若实现热电联供，燃料的总利用率可以高达80%以上.（2）环境友好由于燃料电池的能量转化效率很高，因此即使使用由矿物燃料转化得到的富氢气体为燃料进行发电，排放的温室气体量也要少于传统的火力发电.如果使用氢气作为燃料，反应产物是非常洁净的水,完全没有污染.由于燃料电池的发电过程无需经历高温燃烧过程，因此避免了会导致空气污染的氮氧化物的产生.（3）安静燃料电池发电是按电化学原理工作的，运动部件极少,因此工作时非常安静,噪声很低。
化学论文——氢氧燃料电池及其在汽车领域的应用
琳琅满目的化学电源——氢氧燃料电池hydrogen oxygen fuel cell氢氧电池是一种以氢、氧作为燃料的，将氢氧反应的化学能转化为电能的燃料电池，它可以在较低的工作温度下把氢氧反应在电池中释放的化学能直接且连续的变为电能。
氢氧电池的燃料氢是燃料电池的最佳燃料。
同时氢氧电池是技术上比较成熟并得到多方面应用的燃料电池。
氢氧燃料电池的理论比能量达3600瓦·时/公斤。
单体电池的工作电压一般为0.8～0.97伏,为了满足负载所需的工作电压，往往由几十个单体电池串联成电池组。
一、工作原理氢氧燃料电池工作时，向阳极和阴极分别输入氢气和氧气（或空气），氢气和氧气在电极与电解质间的界面上发生电极反应，同时向外电路输出电流。
二、电极反应若电解质溶液是碱、盐溶液则负极反应式为：2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20正极为：O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ若电解质溶液是酸溶液则负极反应式为：2H2-4eˉ=4H+（阳离子）正极为：O2+4eˉ+4H+=2H2O三、优缺点1、优点（1）发电效率高传统的大型火力发电效率为35%~40%。
氢氧燃料电池的能量转换效率可高达60～80%，为内燃机的2～3倍；此外，火力发电必须达到一定规模后才具有较高的发电效率，而燃料电池的发电效率却与规模无关。
（2）发电环境友好发电时不会排放尘埃，二氧化硫，氮氧化物和烃类等火力发电时会排放的污染物。
并且氢氧电池按电化学原理工作，运动部件很少。
因此工作时安静，噪音很低。
（3）动态响应性好、供电稳定燃料电池发电系统对负载变动的影响速度快，无论处于额定功率以上的过载运行或低于额定功率的低载运行，它都能承受，并且发电效率波动不大，供电稳定性高。
（4）自动运行氢氧燃料电池发电系统是全自动运行，机械运动部件很少，维护简单，费用低，适合做偏远地区、环境恶劣以及特殊场合（如空间站和航天飞机）的电源。
（5）积木化氢氧燃料电池电站采用模块结构，由工厂生产各种模块，在电站的现场集成，安装，施工简单，可靠性高，并且模块容易更换，维修方便。
氢燃料电池原理知乎
氢燃料电池原理
氢燃料电池是一种利用氢气作为燃料来产生电能的设备，其工作原理基于电化学反应。
以下是氢燃料电池的基本原理：
1. 氢氧反应：氢燃料电池的核心反应是氢气与氧气的氧化还原反应，通常称为氢氧反应。
在氢燃料电池中，氢气（H₂）从阴极（负极）进入电解质膜，氧气（O₂）从阳极（正极）进入电解质膜。
在电解质膜中，氢气的电子（H⁺）与氧气的氧（O₂⁻）发生反应，生成水（H₂O）。
2. 催化剂：为了促进氢氧反应的进行，氢燃料电池中使用了催化剂。
常用的催化剂是铂（Pt），它可以加速氢氧反应的速率，降低反应的活化能。
3. 电解质膜：电解质膜是氢燃料电池的重要组成部分，它具有离子通透性，即允许阳离子（H⁺）通过，但阻止电子的流动。
电解质膜的作用是在氢氧反应中维持离子传输，同时防止电子短路。
4. 电流产生：在氢燃料电池中，电子从阴极流出，通过外部电路进行工作负荷的供电，然后返回到阳极。
这个外部电路上的电流就是通过氢燃料电池产生的电流。
5. 热能产生：氢燃料电池的反应过程是一个有放热的过程，因此在工作过程中会产生一定的热能。
这些热能可以进行热回收，提高氢燃料电池的能量利用效率。
总的来说，氢燃料电池利用氢气与氧气的氧化还原反应来产生电能。
通过电解质膜、催化剂和外部电路的协同作用，氢燃料电池能够将氢氧反应产生的电子流转化为实际可用的电流，供给电力设备使用，并产生水和热能作为副产品。
这种电化学反应的原理使氢燃料电池成为一种清洁、高效的能源转换技术。
氢燃料电池在无人机中的应用研究
氢燃料电池在无人机中的应用研究随着无人机技术的不断发展，越来越多的业务和应用场景需要使用高可靠、高效能的无人机设备。
而氢燃料电池在无人机领域中应用越来越广泛，因其能够提供更长的飞行时间和更高的耐用性，成为了无人机领域的热门研究方向之一。
一、氢燃料电池原理氢燃料电池是一种将氢气和氧气以化学反应的方式产生电能的电池。
该电池将氢气和氧气通过电解质膜分隔在两侧，实现了氢氧反应。
氢氧反应产生的电子可以被用来驱动无人机的电动机，同时反应产生的唯一废物是水。
二、氢燃料电池在无人机中的应用1. 延长飞行时间氢燃料电池相对于传统电池来说，容量更大、能量密度更高，不仅能够降低无人机中电池的负载，延长了无人机的飞行时间，也可以为无人机提供更强大的动力。
2. 环保节能使用氢燃料电池的无人机相较于传统无人机减少了对环境的污染，因为氢燃料电池反应产生的唯一废物是水。
此外，相较于传统电池，氢燃料电池通电效率更高，因此在使用过程中的能源效率更高。
3. 提高可靠性氢燃料电池具有更高的可靠性。
传统电池在运行过程中需要不断充电，但氢燃料电池可以在环境允许的情况下，通过外部供氢系统进行补充，大大提高了无人机的稳定性与连续性。
三、氢燃料电池在无人机中的挑战1. 高成本相对于传统电池来说，氢燃料电池的成本较高。
但是随着技术的进步和应用的普及，成本也将逐渐降低。
2. 额外设备需求使用氢燃料电池的无人机需要配备氢气储存罐、氢气输送管道及减压阀等设备。
相对于传统电池而言，对无人机整体体积和载重有不小的影响，因此需要进行针对性的设计。
四、结论随着无人机技术和应用场景的不断扩大，氢燃料电池的应用也在不断发展和创新。
虽然目前氢燃料电池的应用还面临一些挑战，但随着技术的进步和应用的普及，相信氢燃料电池在无人机领域中的应用将更加广泛和深入，为无人机用户提供更加卓越和高效的体验。
氢氧燃料电池反应原理
氢氧燃料电池反应原理
氢氧燃料电池，是一种利用氢气和氧气作为燃料，通过电化学反应产生电能的器件。
它的反应原理可以简述为：在阳极处，氢气在被催化剂催化的情况下，发生氧化反应生成
氢离子和电子；在阴极处，氧气在被催化剂催化的情况下，发生还原反应，接受氢离子和
电子，生成水。
在这个过程中，电子从阳极流经外部负载经过电子传导体，到达阴极，形
成电路，从而产生电能。
氢气在阳极的氧化反应
H2 → 2H+ + 2e-
在反应中，一分子的氢气接受两个电子和释放两个质子，形成两个氢离子和两个电子。
这是一个可逆反应，当有外部电流通过电池时会倾向于发生氧化反应。
氧在阴极发生的还原反应可表示为：
整个反应过程
在这个反应中，两个氢分子和一个氧分子在催化下发生反应，生成两个水分子和电能。
这个反应可以在常温常压下进行，不会产生有害物质，是一种高效、环保的电源，因此在
航空、汽车等领域拥有广泛应用前景。
总结
氢氧燃料电池的反应原理是在催化剂的作用下，氧气和氢气在电化学反应中发生氧化
和还原反应，形成水和电能。
这种反应不会产生有害物质，是一种高效、环保的电源。
氢氧燃料电池
一、氢氧燃料电池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- === 2O2- ,O2- 在碱性条件下不能单独存在,只能结合H2O生成OH-即：2O2- + 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- === 2O2- ,O2- 在酸性条件下不能单独存在,只能结合H+生成H2O即：O2- + 2 H+ === H2O,因此正极的电极反应式为：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2OO2 + 4e- === 2O2- ,2O2- + 4H+ === 2H2O3. 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-说明：1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH-3.中性溶液反应物中无H+ 和OH-4.水溶液中不能出现O2-二、甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质：1．碱性电解质KOH溶液为例总反应式：2CH4O + 3O2 +4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O正极的电极反应式为：3O2+12e- + 6H20===12OH-负极的电极反应式为：CH4O -6e-+8OH- === CO32-+ 6H2O2. 酸性电解质H2SO4溶液为例总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O正极的电极反应式为：3O2+12e-+12H+ === 6H2O负极的电极反应式为：2CH4O-12e-+2H2O === 12H++ 2CO2说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同三、甲烷燃料电池甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH,生成的CO2还要与KOH反应生成K2 CO3,所以总反应为：CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O;负极发生的反应：CH4 –8e- + 8OH- ==CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- == CO32- + H2O,所以：负极的电极反应式为：CH4 + 10 OH- + 8e- === CO32- + 7H2O正极发生的反应有：O2 + 4e- === 2O2- 和O2- + H2O === 2OH-所以：正极的电极反应式为：O2 + 2H2O + 4e- === 4OH-说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式,就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式四、铝–空气–海水电池我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯,以海水为电解质,靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流;只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光;电源负极材料为：铝；电源正极材料为：石墨、铂网等能导电的惰性材料;负极的电极反应式为：4Al－12e－===4Al3+；正极的电极反应式为：3O2+6H2O+12e－===12OH－总反应式为：4Al+3O2+6H2O===4AlOH3说明:铝板要及时更换,铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积.燃料电池电极反应式的书写方法在中学阶段,掌握燃料电池的工作原理和电极反应式的书写是十分重要的;所有的燃料电池的工作原理都是一样的,其电极反应式的书写也同样是有规律可循的;书写燃料电池电极反应式一般分为三步：第一步,先写出燃料电池的总反应方程式；第二步,再写出燃料电池的正极反应式；第三步,在电子守恒的基础上用燃料电池的总反应式减去正极反应式即得到负极反应式;下面对书写燃料电池电极反应式“三步法”具体作一下解释;1、燃料电池总反应方程式的书写因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同,可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式,但要注意燃料的种类;若是氢氧燃料电池,其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化,即2H2+O2=2H2O;若燃料是含碳元素的可燃物,其电池总反应方程式就与电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关,如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO2和H2O,即CH4+2O2=CO2+2H2O；在碱性电解质中生成CO32-离子和H2O,即CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O;2、燃料电池正极反应式的书写因为燃料电池正极反应物一律是氧气,正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应,所以可先写出正极反应式,正极反应的本质都是O2得电子生成O2-离子,故正极反应式的基础都是O2＋4e-=2O2-;正极产生O2-离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系;这是非常重要的一步;现将与电解质有关的五种情况归纳如下;⑴电解质为酸性电解质溶液如稀硫酸在酸性环境中,O2-离子不能单独存在,可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O,O2-离子优先结合H+离子生成H2O;这样,在酸性电解质溶液中,正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O;⑵电解质为中性或碱性电解质溶液如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液在中性或碱性环境中,O2-离子也不能单独存在,O2-离子只能结合H2O生成OH-离子,故在中性或碱性电解质溶液中,正极反应式为O2＋2H2O +4e-=4OH-;⑶电解质为熔融的碳酸盐如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物在熔融的碳酸盐环境中,O2-离子也不能单独存在, O2-离子可结合CO2生成CO32-离子,则其正极反应式为O2＋2CO2+4e-=2CO32-;⑷电解质为固体电解质如固体氧化锆—氧化钇该固体电解质在高温下可允许O2-离子在其间通过,故其正极反应式应为O2＋4e-=2O2-;综上所述,燃料电池正极反应式本质都是O2＋4e-=2O2-,在不同电解质环境中,其正极反应式的书写形式有所不同;因此在书写正极反应式时,要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性;3、燃料电池负极反应式的书写燃料电池负极反应物种类比较繁多,可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质;不同的可燃物有不同的书写方式,要想先写出负极反应式相当困难;一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写,即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式,然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式;三、燃料电池电极反应式的书写应用举例1、电解质为酸性电解质溶液例1、科学家预言,燃料电池将是21世纪获得电力的重要途径,美国已计划将甲醇燃料用于军事目的;一种甲醇燃料电池是采用铂或碳化钨作电极催化剂,在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气;试回答下列问题：⑴这种电池放电时发生的化学反应方程式是 ;⑵此电池的正极发生的电极反应是；负极发生的电极反应是 ;⑶电解液中的H+离子向极移动；向外电路释放电子的电极是 ;⑷比起直接燃烧燃料产生电力,使用燃料电池有许多优点,其中主要有两点：首先是燃料电池的能量转化率高,其次是 ;解析：因燃料电池电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同,又且其电解质溶液为稀硫酸,所以该电池反应方程式是2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O;按上述燃料电池正极反应式的书写方法1知,在稀硫酸中,其正极反应式为：3O2＋12H++12e-=6H2O,然后在电子守恒的基础上利用总反应式减去正极反应式即得负极反应式为：2CH3OH+2H2O－12e-=2CO2↑+12H+;由原电池原理知负极失电子后经导线转移到正极,所以正极上富集电子,根据电性关系知阳离子向正极移动,阴离子向负极移动;故H+离子向正极移动,向外电路释放电子的电极是负极;答案：⑴2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O⑵正极3O2＋12H++12e-=6H2O；负极2CH3OH+2H2O－12e-=2CO2↑+12H+⑶正；负⑷对空气的污染较小2、电解质为碱性电解质溶液例2、甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH溶液,下列关于甲烷燃料电池的说法不正确的是A、负极反应式为CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2OB、正极反应式为O2＋2H2O +4e-=4OH-C、随着不断放电,电解质溶液碱性不变D、甲烷燃料电池的能量利用率比甲烷燃烧的能量利用率大解析：因甲烷燃料电池的电解质为KOH溶液,生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3,故该电池发生的反应方程式是CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O;从总反应式可以看出,要消耗OH-,故电解质溶液的碱性减小,C错;按上述燃料电池正极反应式的书写方法2知,在KOH溶液中,其正极反应式为：O2＋2H2O +4e-=4OH-;通入甲烷的一极为负极,其电极反应式可利用总反应式减去正极反应式为CH4+10OH-－8e-=CO32-+7H2O;选项A、B均正确;根据能量转化规律,燃烧时产生的热能是不可能全部转化为功的,能量利用率不高,而电能转化为功的效率要大的多,D项正确;故符合题意的是C;甲烷电池负极：CH4+10OH-—8e-＝＝＝CO32- +7H2O正极：O2+4e-+2H2O＝＝＝4OH-乙烷电池负极2 CH3CH3 - 28e- + 36OH- ==== 4 CO32- + 24H20正极7 O2 + 28 e- + 14 H20 ==== 28 OH-丙烷电池负极:C3H8 - 20e- + 20OH- = 3CO32- + 14H20正极: 5o2 +20e-+10H2O = 20 OH-肼电池：负极：N2H4+4OH- - -4e==N2+4H2O正极：O2+H2O+4e==4OH-甲醇电池正极：3O2 + 12e– + 6H20 = 12OH–负极：2CH3OH - 12e– + 16OH~= 2CO32- + 12H2O高中常见化学方程式一、碱金属1、4Na + O2======2 Na2O2、2Na + O2=======Na2O2点燃☆3、2Na +2 H2O===2NaOH + H2↑☆4、Na2O + H2O===2NaOH △5、2Na2O2 +2 H2O===4NaOH + O2↑☆6、2Na2O2+ 2CO2===2Na2CO3+ O2 ☆7、2Na + S ==== Na2S条件：点燃8、4Li + O2 =====2Li2O9、2K + 2H2O===2KOH + H2↑ △10、Na2CO3+2 HCl===2NaCl + CO2↑+H2O11、NaHCO3+ HCl===NaCl+ + CO2↑+H2O12、Na2CO3+ CO2+ H2O==2NaHCO313、2NaHCO3===== Na2CO3+ CO2↑ + H2O14、NaHCO3 + NaOH===Na2CO3 + H2O15、NaHCO3+ NaHSO4===Na2SO4+ CO2↑+ H2O16、2NaHCO3+CaOH2==CaCO3↓+Na2CO3 + H2O17、2NaOH + CuSO4===Na2SO4 +CuOH 2 ↓18、3NaOH + FeCl3===3NaCl +FeOH 3 ↓19、2NaOH + MgCl2===2NaCl + MgOH 2↓二、卤素1、Cl2+2 Na ===== 2 NaCl 条件：点燃2、Cl2+ Mg===== MgCl2 条件：点燃3、Cl2+ Cu =====CuCl 2 条件：点燃4、3Cl2+ 2Fe =====2FeCl3 条件：点燃△5、Cl2 + H2=====2 HCl 条件：点燃△6、3Cl2+2 P ==== 2PCl3 条件：点燃7、Cl2+ PCl3=== PCl5 条件：点燃8、Cl2 + H2O==== HCl + HClO ☆9、Cl2 +2 NaOH===NaCl + NaClO+ H2O ☆10、2Cl2+2CaOH2===CaCl2 +CaClO 2+2 H2O ☆11、Cl2 +2 NaBr===2NaCl + Br2 △12、Cl2 + 2KI=== 2KCl +I213、Br2+ 2KI===2KBr+ I214、MnO2 +4 HCl浓==== MnCl2+Cl2↑+2 H2O 条件：加热☆15、2NaCl + H2SO4浓==== Na 2SO4+ 2HCl↑16、CaClO2 + CO2 + H2O==CaCO3↓+ 2HClO ☆17、NaClO + HCl===NaCl + HClO ☆18、2HClO ====2 HCl +O2↑19、H2+ F2=== 2H F20、H2 + Br2====2HBr21、H2 + I2=== 2HI22、2F2 +2 H2O===4HF + O2 ☆23、NaCl + AgNO3===NaNO3+ AgCl ↓白色沉淀24、NaBr + AgNO3===NaNO3 + AgBr↓ 浅黄色沉淀25、KI + AgNO3===K NO3+ AgI↓ 黄色沉淀26、2AgBr ===2Ag + Br2 光照三、硫及其化合物1、S + 2Cu ======Cu2S 条件：加热2、S + Fe ======FeS 条件：加热3、S + H2======= H2S 条件：点燃4、S + O2===== SO2 条件：点燃5、2H2S + O2不足====== 2 S +2H2O 条件：点燃6、2H2S + 3O2充足======= 2SO2 + 2H2O 条件：点燃7、FeS +2 HCl=== FeCl2+ H2S↑ △8、FeS + H2SO4===FeSO4 + H2S↑9、Na2SO3+ H2SO4===Na2SO4+ H2O+SO2↑10、SO2+ H2O===H2SO311、2SO2 + O2=====2SO3 条件：催化剂、加热12、SO3 + H2O===H2SO413、SO2 + Cl2 + H2O=== H2SO4 +2HCl ☆14、SO2+ Br2 +H2O======H2SO4+2HBr ☆15、SO2 +2 NaOH======Na2SO3+H2O16、C + 2H2SO4浓=====CO2↑+2SO2↑+ 2H2O 条件：加热☆17、S +2 H2SO4浓=====3SO2↑+2 H2O 条件：加热☆18、Cu + 2H2SO4 浓==== CuSO4 +SO2↑+2 H2O 条件：加热☆19、H2S + H2SO4 浓===S↓+SO2↑+ 2H2O △21、2Na2SO3 + O2===2Na2SO422、Na2SO4 + BaCl2==NaCl + BaSO4↓23、Na2SO3 + BaCl2==2NaCl +BaSO3↓24、BaSO3 + 2HCl===BaCl¬2+SO2↑+H2O25、2H2O2 =====2H2O+ O2↑ 见光、或加热△26、2O3 ====3O2 条件：放电四、碳、硅及其化合物1、C + O2 ====CO2 条件：加热2、2C + O2 ====2CO 条件：加热3、C + CO2 ====2CO 条件：加热☆4、C + H2O ====CO + H2 条件：高温☆5、C + 2CuO =====2Cu + CO2↑ 条件：加热☆6、CO2 + H2O===H2CO37、CO2 + CaOH 2===CaCO3↓+H2O8、CaCO3 + CO2 + H2O===CaHCO3 29、CaHCO3 2 ======CaCO3+ CO2↑+H2O 条件：加热10、CaHCO3 2 + CaOH 2===2CaCO3↓+2 H2O11、CaCO3 =====CaO+ CO2↑ 条件：高温12、CaCO3 +2 HCl===CaCl2+ CO2↑+H2O13、Si + O2 =====SiO2 条件：高温14、Si +2NaOH +H2O===Na2SiO3 + 2H2↑ ☆15、Si + 4HF===SiF4↑+ 2H2↑16、SiO2 +2 C ======Si +2CO↑ 条件：高温☆17、SiO2 + CaO ====CaSiO3 条件：高温18、SiO2 + 2NaOH===Na2SiO3 + H2O 条件：高温19、Na2CO3 + SiO2=====Na2SiO3+CO2↑ 条件：高温20、CaCO3 + SiO2 =====Na2SiO3+CO2↑ 条件：高温21、Na2SiO3 + CO2 + H2O===H2SiO3↓ + Na2CO3 ☆22、Na2SiO3 +2 HCl===2NaCl+ H2SiO3↓五、氮和氮的化合物1、N2 + 3H2 =====2NH3 高温、高压、催化剂；且反应可逆☆2、N2 + O2======2NO 放电3、2NO + O2===2NO24、3NO2 + H2O===2HNO3 + NO ☆5、4NO + 3O2 +2 H2O===4HNO3 ☆6、4NO2 + O2 + 2H2O===4HNO3 ☆7、NH3 + H2O =====NH3•H2O8、NH3•H2O ======NH3↑+ H2O 条件：加热9、NH3 + HCl===NH4Cl10、NH3 + HNO3===NH4 NO311、4NH3 + 5O2 =====4NO +6 H2O 催化剂加热12、NH4Cl + NaOH =======NaCl +NH3↑+ H2O13、2NH¬4Cl固+CaOH 2固==== CaCl2+2NH¬3↑+2 H2O 加热☆14、4HNO3 ====4NO2↑+ O2↑+ 2H2O 见光、受热☆15、Cu +4 HNO3 浓==CuNO32+2NO2↑+2 H2 加热△16、3Cu +8 HNO3 稀==CuNO32+2NO↑+4 H2O 加热△17、C +4 HNO3 浓===== CO2↑+ 4NO2↑+ 2H2O 加18、4P + 5O2 ====2P2O5 点燃19、P2O5 + 3H2O热===2H3PO420、P2O5 + H2O冷===2HPO321、NH4Cl===== NH3 ↑+ HCl↑ 加热22、NH4HCO3 =====NH3↑+ CO2↑+ H2O23、N2O4 ====== 2NO2 常温下可逆六、铝及其化合物1、4Al + 3O2==== 2Al2O3 点燃2、2Al +6 HCl===2AlCl3 +3 H2↑3、2Al +6 H2O===== 2 AlO H 3↓+3H2↑ ☆4、2Al + 2NaOH +2 H2O===2NaAlO2 +3 H2↑ ☆5、2Al + Fe2O3 ======2Fe+ Al2O3 ☆高温6、Al2O3 + 6HCl===2AlCl3 +3 H2O7、Al2O3 +2 NaOH===2NaAlO2 + H2O △8、AlOH 3 +3HCl===AlCl3 +3 H2O9、AlOH 3 + NaOH===NaAlO2 +H2O △10、AlCl3 + 3NaOH===3NaCl+AlOH 3↓11、AlCl3 +3 NH3•H2O===3NH4Cl+AlOH 3↓ ☆12、NaAlO2 + HCl + H2O===NaCl +AlOH 3↓ ☆13、NaAlO2 + 4HCl 过量===AlCl3 + 2H2O14、NaAlO2 +CO2 过量+2H2O=AlOH 3↓+NaHCO315、AlCl3 + 3NaAlO2 +6H2O===3NaCl+4AlOH 3↓16、2Mg + O2===== 2MgO 点燃17、3Mg + N2 ======Mg 3N2 点燃☆18、2Mg + CO2 =====2MgO+C 点燃☆七、铁及其化合物1、3Fe + 2O2 ======Fe3O42、3Fe +4 H2O气====== Fe3O4+4 H2 高温☆3、2Fe + 3Cl2 ======2FeCl3 点燃4、Fe + S ======FeS 加热5、Fe + I2====== FeI2 加热6、Fe + 2HCl===FeCl2 +H2↑7、Fe + CuSO4===Fe SO4+ Cu8、2FeOH 3====== Fe2O3+ 3H2O 加热9、4FeOH 2 + O2 +2 H2O===4FeOH 3 ☆10、2FeCl2 + Cl2===2FeCl311、2FeCl3 + Fe===3FeCl214、2FeCl3+ 2KI===2FeCl2+I2↓+2KCl15、Fe2O3 + 3CO===== 2Fe+3CO2 加热16、Fe+4HNO3稀过量==FeNO3 3+NO↑+2H2O17、3Fe 过量+8HNO3 稀==3FeNO3 2+2NO↑+4H2O18、FeCl3 + 3KSCN ===FeSCN3:有机反应:加成反应加成反应进行后,重键打开,原来重键两端的原子各连接上一个新的基团消去反应有机化合物在适当的条件下,从一个分子脱去一个小分子如水、卤化氢等分子,而生成不饱和双键或三键化合物的反应取代反应有机化合物受到某类试剂的进攻,使分子中一个基或原子被这个试剂所取代的反应加聚反应单体间相互反应生成一种高分子化合物,叫做加聚反应缩聚反应两个或多个有机分子相互作用后以共价键结合成一个大分子,同时失去水或其他比较简单的无机或有机分子的反应。
氢氧燃料电池性能测试实验报告
氢氧燃料电池性能测试实验报告氢氧燃料电池性能测试实验报告一、实验目的本实验旨在测试氢氧燃料电池的性能，了解其输出电压、电流密度等参数，为燃料电池的优化设计和应用提供理论支持。
二、实验原理氢氧燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置，其基本原理是氢气和氧气在电极上发生氧化还原反应，生成水并释放出电能。
本实验将采用碱性燃料电池体系，其中氢气和氧气分别作为阳极和阴极的反应物，而水则作为产物。
三、实验步骤1.准备实验材料：氢气、氧气、电解质（如KOH溶液）、计时器、电压表、电流表、电极等。
2.搭建氢氧燃料电池装置：将两极板插入电解质中，连接电压表和电流表，并通入氢气和氧气。
3.实验操作：记录实验过程中的电压和电流数据，并定时测量电池温度。
4.数据处理：根据收集到的数据，计算燃料电池的输出电压、电流密度等性能参数。
5.结果分析：对比不同条件下的性能参数，分析影响燃料电池性能的因素。
四、实验结果及数据分析1.数据记录：以下为实验过程中收集到的数据：2.数据处理：根据上述数据，我们可以计算出不同时间点的输出电压和电流密度。
以下是计算结果：从上表中可以看出，随着反应时间的推移，输出电压和电流密度逐渐降低。
这可能是由于反应物浓度的降低、反应速率的减慢以及温度的影响所致。
此外，还可以观察到电压和电流密度之间的关系是非线性的，这表明在氢氧燃料电池中存在复杂的电化学反应机制。
五、结论总结与讨论通过本实验，我们了解了氢氧燃料电池的基本原理和性能测试方法。
实验结果表明，随着反应时间的推移，输出电压和电流密度逐渐降低。
这可能与反应物浓度的降低、反应速率的减慢以及温度的影响有关。
此外，我们还观察到电压和电流密度之间的关系是非线性的，这表明在氢氧燃料电池中存在复杂的电化学反应机制。
这些发现对于进一步优化燃料电池的性能具有重要的指导意义。
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氢氧燃料电池
总反应：2H2 + O2 =2H2O
负极：H2 - 2e-＝2H+
正极：O2 + 4e- +2H2O=40H-
原理是自发进行氧化还原反应
不是简单的化学反应而是电化学反应。
反应过程：
（1）氢气通过管道或导气板到达阳极。
（2）在阳极催化剂的作用下，一个氢分子分解为两个氢离子，并释放出两个电子，阳极反应为H2-->2H+2e-
(3) 在电池的另一端，氧气通过管道或导气板到达阴极，同时，氢离子穿过电解质到达阴极，电子通过外电路也到达阴极。
（4）在阴极催化剂的作用下，氧和氢离子与电子发生反应生成水。
在实用中没有以甲烷或乙醇为燃料的碱性燃料电池。
原因很简单，甲醇燃料电池正常运行时的排出产物是水和二氧化碳，而二氧化碳是弱酸性气体，会和碱液性电解质反应生成碳酸盐和水。
这样，电解质就被燃料电池自己的排出产物所消耗,使得工作性能严重衰减了。
因此，以甲烷或乙醇为燃料的燃料电池都是在酸性环境下运行的。
不过若是甲烷燃料电池电极反应式酸性条件下
则为负极CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+
正极O2+4H+4e-=2H2O
燃料电池是一种化学电池，它利用物质发生化学反应时释出的能量，直接将其变换为电能。
从这一点看，它和其他化学电池如锰干电池、铅蓄电池等是类似的。
但是，它工作时需要连续地向其供给反应物质——燃料和氧化剂，这又和其他普通化学电池不大一样。
由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出，所以被称为燃料电池。
具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的"发电机"。
它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质板所组成。
最初，电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成，现在正发展为直接使用固体的电解质。
工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气）。
氢在负极分解成正离子H+和电子e-。
氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。
用电的负载就接在外部电路中。
在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达
正极上的电子形成水。
这正是水的电解反应的逆过程。
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，所以也可称它为一种"发电机"。
一般来讲，书写燃料电池的化学反应方程式，需要高度注意电解质的酸碱性。
在正、负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。
如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，在酸溶液中负极反应式为：2H2-4e-==4H+ 正极反应式为：O2+4H++4e-==2H2O;如是在碱溶液中，则不可能有H+出现，在酸溶液中，也不可能出现OH-。