甲醇燃料电池在熔融碳酸盐方程式

甲醇燃料电池在熔融碳酸盐方程式

酸性溶液中负极反应式为:CH3OH - 6e- + H2O == CO2↑+ 6H+

碱性溶浚中负极反应式为:CH3OH - 8e- + 10OH- == CO32-+ 7H2O

熔融碳酸盐燃料电池,首字母缩写为MCFC,通常被称为第二代燃料电池,因为预期它将继磷酸盐燃料电池之后进入商业化阶段。MCFC的工作温度为873-923K,因而,与低温燃料电池相比,有几个潜在优势。首先,在MCFC的工作温度下,燃料(如天然气)的重整可在电池堆内部进行,既降低了系统成本,又提高了效率;其次,电池反应高温余热可用于工业加工或锅炉循环;第三,几乎所有燃料重整都产生CO,它可使低温燃料电池电极催化剂中毒,但却可成为MCFC的燃料。MCFC的缺点是在其工作温度下,电解质的腐蚀性强,阴极需不断供应CO2。

MCFC的研究开发始于1950年,其后近半个世纪时间内,在电极反应机理、电池材料、电池性能和制造技术等方面,均取得了巨大进展,规模不断扩大,几年前即己达到100kw水平,目前已达到250-2000kw。

原电池电极方程式汇总

原电池电极方程式汇总 1.铝—镍电池(负极—Al,正极—Ni,电解液—NaCl溶液、O2) 负极:4Al-12e-=4Al3+; 正极:3O2+6H2O+12e-=12OH-; 总反应式:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。 2.镁—铝电池(负极—Al,正极—Mg,电解液—KOH溶液) 负极:2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O; 正极:6H2O+6e-=3H2↑+6OH-; 总反应离子方程式:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。 3.锂电池一型(负极—Li,正极—石墨,电解液—LiAlCl4—SOCl2) 已知电池总反应式:4Li+2SOCl2=SO2↑+4LiCl+S。 试写出正、负极反应式: 负极:4Li-4e-=4Li+; 正极:2SOCl2+4e-=SO2↑+S+4Cl-。 4.铁—镍电池(负极—Fe,正极—NiO2,电解液—KOH溶液) 已知Fe+NiO2+2H2O放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2,则: 负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2; 正极:NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH-。 阴极:Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-; 阳极:Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O。 5.LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—Li,含Li+导电固体为电解质) 已知FePO4+Li放电充电LiFePO4,则 负极:Li-e-=Li+; 正极:FePO4+Li++e-=LiFePO4。

阴极:Li++e-=Li; 阳极:LiFePO4-e-=FePO4+Li+。 6.高铁电池(负极—Zn,正极—石墨,电解质为浸湿的固态碱性物质) 已知:3Zn+2K2FeO4+8H2O放电充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,则: 负极:3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2; 正极:2FeO42-+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH-。 阴极:3Zn(OH)2+6e-=3Zn+6OH-; 阳极:2Fe(OH)3-6e-+10OH-=2FeO42-+8H2O。 7.氢氧燃料电池 (1)电解质是KOH溶液(碱性电解质) 负极:2H2-4e-+4OH-=4H2O; 正极:O2+2H2O+4e-=4OH-; 总反应方程式:2H2+O2=2H2O。 (2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质) 负极:2H2-4e-=4H+; 正极:O2+4H++4e-=2H2O; 总反应方程式:2H2+O2=2H2O。 (3)电解质是NaCl溶液(中性电解质) 负极:2H2-4e-=4H+; 正极:O2+2H2O+4e-=4OH-; 总反应方程式:2H2+O2=2H2O。 8.甲烷燃料电池(铂为两极、正极通入O2和CO2、负极通入甲烷、电解液有三种) (1)电解质是熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3) 正极:2O2+8e-+4CO2=4CO32-;

高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式

高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式 几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多,下面主要介绍几种常见的燃料电池,希望达到举一反三的目的。 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- === 2H2O(O2 + 4e- === 2O2- ,2O2- + 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- 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:

ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐

燃料电池是一种能够将化学能转化为电能的高效电池,其电极反应直 接影响着电池的性能和稳定性。而在燃料电池中,ch4燃料电池电极 反应式熔融碳酸盐作为一种重要的材料,在电极反应过程中发挥着重 要作用。 让我们来了解一下什么是ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐。在燃 料电池中,使用熔融碳酸盐作为电解质的燃料电池被称为碳酸盐燃料 电池(Molten Carbonate Fuel Cell,MCFC)。ch4燃料电池电极 反应式熔融碳酸盐则是指在MCFC中使用甲烷(CH4)作为燃料,并通过电极反应将其转化为二氧化碳(CO2)和水(H2O)的过程。 在ch4燃料电池中,电极反应式熔融碳酸盐的性质和反应机制对燃料 电池的性能和稳定性至关重要。这涉及到电极反应的速率、效率和稳 定性等方面。对熔融碳酸盐的性质和电极反应机制有深入的了解至关 重要。 具体来说,熔融碳酸盐具有高离子导电性能和较低的固体电解质阻抗,这使得在高温条件下,燃料电池能够发挥出更高的性能。而对于ch4 电极反应来说,理论上它可以将甲烷直接氧化为CO2和H2O,并释 放出电子,从而产生电能。在ch4燃料电池中,电极反应的速率和效 率直接影响着电池的功率密度和能量转化效率。 另外,熔融碳酸盐在反应过程中也会受到一些影响,比如碳偏析、金

属沉积以及电极的稳定性等问题。对于ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐的研究中,需要综合考虑材料的选择、电极结构的设计以及高温环境下的稳定性等方面的因素。 对于ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐的研究和理解,需要全面考虑材料性质、反应机制、电极结构以及高温环境下的稳定性等多个方面。在未来,通过更深入的研究,可以进一步提高燃料电池的效率和稳定性,从而推动燃料电池技术的发展和应用。 对于我个人来说,我认为ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐作为燃料电池的重要组成部分,其研究和应用将对清洁能源技术产生深远的影响。随着我对这一主题的深入研究和了解,我对燃料电池技术的前景和潜力有了更加全面、深刻和灵活的理解。 ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐作为一种重要材料,在燃料电池中发挥着重要作用。通过对其深入的研究和理解,可以进一步推动燃料电池技术的发展和应用,为清洁能源领域带来更多的可能性。希望未来能够有更多的科研机构和企业投入到这一领域的研究中,共同推动燃料电池技术的发展。燃料电池技术作为清洁能源领域的一个重要方向,一直备受关注。在过去几年里,人们对于燃料电池的研究和应用不断取得了突破,使得其在交通、电力等领域的应用日益广泛。在这个过程中,ch4燃料电池电极反应式熔融碳酸盐作为一个重要组成部分,一直受到科研机构和企业的密切关注。

燃料电池电极反应书写方法总结

燃料电池电极反应式书写“五步曲” 张耀峰党茹 原电池知识是中学化学中的重要基本概念,也是近年来高考的热点,更是学生心目中的难点,在学习原电池时,学生尤其感到困惑的是电极反应式的书写,特别是燃料电池的电极反应式的书写,学生在学习此块知识时,往往问题百出,从而对化学学科的学习热情大大减少,为了帮助同学们准确把握这类电池的电极反应式的写法,我结合自己的十年教学经验,对此方面的知识进行一个归纳总结,仅供大家参考。 一.燃料电池介绍 燃料电池是一种主要透过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应,把燃料中的化学能转换成电能的电池。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”。燃料电池有别于原电池,因为需要穏定的氧和燃料来源,以确保其运作供电。此电池的优点是可以提供不间断的稳定电力,直至燃料耗尽。最常见的燃料电池就是氢氧燃料电池及一些有机物燃料电池。 二.燃料电池中O2-的处理方法总结 首先要明白的是燃料电池在书写的过程中要区分电解质溶液的区别,在酸性,碱性,熔融固态氧化物及熔融碳酸盐四种不同的介质中,电极反应式书写不同,这里涉及到O2-的处理方式: 1.酸性介质:O2-+2H+=H2O 2. 碱性介质:O2-+H2O=2OH- 3.熔融碳酸盐介质:O2-+CO2 = CO32-

4.熔融固态氧化物介质:O2-不作处理 三.燃料电池在不同介质中正极电极反应式书写汇总 在掌握O2-在不同介质中的处理方式以后,书写燃料电池的正极反应就变得非常容易,需要明白的是所有的燃料电池正极都发生还原反应,而且在同一介质中,正极反应的书写完全相同,下面是对正极反应式的书写汇总,大家可以结合以上O2-的处理方式进行理解 1.酸性(质子交换膜)燃料电池:O2+4e-+4H+=2H20 2.碱性燃料电池:O2+4e-+2H20=4OH- 3.熔融碳酸盐燃料电池:O2+4e-+2CO2 =2CO32- 4.熔融固态氧化物燃料电池:O2+4e-= 2O2- 四.燃料电池负极电极反应式书写“五步曲”, 以上燃料电池正极电极反应我们根据O2-在不同介质中的处理方式很容易写出,而负极电极反应式的书写可能会有难度,我今天要讲两种方法书写,第一种方法就是大多数同学能够掌握的总反应方程式减正极电极反应即为负极电极反应,而对于此方法存在的弊端之一就是有的同学不能够准确写出总反应方程式,弊端之二就是有的学生在减法过程中或者移项过程中由于粗心大意出现错误,我今天介绍的第二种方法很好的避免了这些问题,这就是我接下来所要讲的“五步曲”,“五步曲”的应用主要是在有机燃料电池,对于氢氧燃料电极反应式较简单,在这里不作说明。 ⑴确定负极材料,即为电池中的燃料;

乙醇燃料电池四种环境方程式书写

乙醇燃料电池四种环境方程式书写 法一:常用方法 电极:惰性电极;燃料包含:h2;烃如:ch4;醇如:c2h5oh等。 电解质涵盖:①酸性电解质溶液例如:h2so4溶液;②碱性电解质溶液例如:naoh溶液;③熔融氧化物例如:y2o3;④熔融碳酸盐例如:k2co3等。本文源自化学自习室! 第一步:写出电池总反应式 燃料电池的总反应与燃料的冷却反应一致,若产物能够和电解质反应则总反应为碘苯后的反应。本文源自化学自习室! 如氢氧燃料电池的总反应为:2h2+o2=2h2o;甲烷燃料电池(电解质溶液为naoh溶液)的反应为: ch4+2o2=co2+2h2o① co2+2naoh=na2co3+h2o② ch4+2o2+2naoh=na2co3+3h2o 本文源自化学自习室! 本文来自化学自习室! 根据燃料电池的特点,通常在负极上出现还原成反应的物质都就是o2,随着电解质溶液的相同,其电极反应有所不同,其实,我们只要记诵以下四种情况: (1)酸性电解质溶液环境下电极反应式: o2+4h++4e-=2h2o (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式: o2+2h2o+4e-=4oh- (3)固体电解质(高温下能传导o2-)环境下电极反应式: o2+4e-=o2- (4)熔融碳酸盐(如:熔融k2co3)环境下电极反应式: o2+2co2+4e-=2co32- 。 第三步:根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式

电池的总反应和正、负极反应之间存有如下关系:电池的总反应式=电池负极反应式+电池负极反应式 故根据第一、二步写出的反应,有:电池的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式,注意在将两个反应式相减时,要约去正极的反应物o2。 1、酸性条件 燃料电池总反应:ch4+2o2=co2+2h2o① 燃料电池负极反应:o2+4h++4e-=2h2o② ch4-8e-+2h2o=co2+8h+ 2、碱性条件 ch4++2naoh=na2co3+3h2o① o2+2h2o+4e-=4oh-② ch4+10oh--8e-=co +7h2o 3、液态电解质(高温下会传导o2-) 本文源自化学自习室! 燃料电池总反应:ch4+2o2=co2+2h2o① 燃料电池负极反应:o2+4e-=2o2-② ch4+o2--8e-=co2+2h2o 4,熔融碳酸盐(例如:熔融k2co3)环境下本文源自化学自习室! 电池总反应:ch4+2o2=co2+2h2o。 负极电极反应式:o2+2co2+4e-=2co32- 。本文源自化学自习室! 电池总反应-正极电极反应式得负极反应式: ch4+4co32- -8e-=5co2+2h2o 法二:“碳氢归属法”和“电荷守恒法” 碳氢归属于法 根据碳氢元素的归属配平反应式:碳变成二氧化碳或是碳酸盐,氢变成水或氢离子或是氢氧根,还要考虑产物是否与电解质溶液反应。

高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式

高中化学需要掌握的 8个燃料电池的方程式 几种常见的― 燃料电池‖ 的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多,下面主要介绍几种常见的燃料电池,希望达到举一反三的目的。 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- === 2H2O(O2 + 4e- === 2O2- , 2O2- + 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- 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 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-+ 6H2O 2. 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

学习园地多种燃料电池电极反应式的书写

燃料电池是原电池的具体应用,是应用前景非常广阔的绿色化学能源,在近几年的高考试卷中相关内容的考查也颇受青睐,尤其是不同环境中电极反应式的书写让很多学生伤透脑筋。为了帮助学生准确把握常见燃料电池电极反应式的书写方法,笔者结合个人的教学实践经验谈谈这方面的问题。 一、常见燃料电池的种类 燃料电池种类繁多,除了氢氧燃料电池,还有熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、金属空气电池等。随着研究的深入还会有新的燃料电池出现。 一般可根据燃料的燃烧反应写出燃料电池的总反应式,如氢氧燃料电池的总反应式为2H2+O22H2O。但要注意电解质环境,如在碱性环境中,甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2OH-CO2-3+3H2O。 燃料电池的工作原理遵循氧化还原反应的有关规律,即负极失电子,化合价升高,正极得电子,化合价降低。因此一般正极反应式的书写基础都是O2+4e-2O2-,而O2-的何去何从与电解质环境有关,现将常见四种电解质环境中正极反应式的书写归纳如下。 (1)酸性溶液(如稀硫酸) 在正极O2+4e-2O2-,酸性溶液中2O2-+4H+2H2O,因此正极反应式为O2+4e- +4H+2H2O。 (2)碱性溶液(如氢氧化钾溶液) 在正极O2+4e-2O2-,碱性溶液中2O2-+2H2O4OH-,因此正极反应式为O2+4e- +2H2O4OH-。 这里注意(1)、(2)两种情况均为含水环境。 (3)熔融的碳酸盐为电解质(如熔融K2CO3) 说明:熔融盐燃料电池具有高的发电效率,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为燃气,空气与CO2的混合气体为助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。 在正极O2+4e-2O2-,熔融的碳酸盐中2O2-+2CO22CO2-3,因此正极反应式为 O2+4e-+2CO22CO2-3。 (4)固体氧化物为电解质(如固体氧化锆-氧化钇,可传导O2-) 说明:固体氧化物燃料电池是美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的。它以固体氧化锆-氧化钇为电解质,这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2-)在其间通过,该电池的工作原理如图1所示,其中多孔电极a、b均不参加电极反应。 正极反应式应为O2+4e-2O2-。

高中化学必考8个燃料电池的方程式

高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式 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- === 2H2O(O2 + 4e— === 2O2- ,2O2— + 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— 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-

甲醇氧气燃料电池电极反应式书写的思维建模

甲醇氧气燃料电池电极反应式书写的思 维建模 摘要: 甲醇氧气燃料电池电极反应式书写是燃料电池中相对较难的部分,通过探究甲醇氧气燃料电池不同环境的电极反应的机理,有利于对同类燃料电池的反应原理的理解。如通过书写酸性环境(稀H 2SO 4溶液作电解质溶液)、碱性环境(KOH 溶液作为电解质溶液)、熔融金属氧化物(可以传导O 2- )、熔融的碳酸盐四种环境中的正极和负极的电极反应式,可以建立起一种含碳、氢、氧元素燃料电池电极反应式书写的思维模型,以致能够快速、准确的书写含碳、氢、氧元素燃料电池电极反应式。 关键词: 思维建模;基元反应;燃料电池;电解质溶液 燃料电池电极反应的书写因为环境的不同,所涉及的反应机理不一样,书写起来感觉较为复杂,但如果按照最基本的反应(基元反应)一步一步的书写,最后把这几个反应加合起来,就可以得到最终的电极反应式。书写的基本思路是:按反应的先后顺序,连续写出每一步的基元反应,再利用产物,书写下一步发生的反应,如同链式连锁反应一样,书写到不能书写为止(即直至不反应为止),再把各个反应式相加,得到最终的反应式就是该电极的电极反应式,这种方法可以较为准确书写电极反应式,可以更好的理解和掌握基础燃料电池的反应机理。 高中化学甲醇氧气燃料电池常涉及酸性环境(稀H 2SO 4溶液作电解质溶液)、碱性环境(KOH 溶液作为电解质溶液)、熔融金属氧化物(可以传导O 2-)环境、熔融的碳酸盐环境等四种反应环境。甲醇燃料电池是高中化学学习中基础的燃料电池。通过甲醇燃料电池电极反应式的书写,可以建立起含碳、氢、氧元素燃料电池电极反应式书写的思维模型。 一、酸性环境(稀H 2SO 4溶液)

熔融碳酸盐燃料电池

熔融碳酸盐燃料电池: 1,工作原理:负2H2+2CO32- →2CO2+2H2O+4e- CO3穿过膜由正到负极,正O2+2CO2+4e-→2CO3 e-由负极经负载到正极总2H2+O2→2H2O 2关键材料 隔膜:作用-隔离阴阳机;碳酸盐的载体;隔绝H2和O2的不透层 要求-较高机械强度;耐高温熔盐腐蚀;工作状态下隔膜中充满电解质,并具有良好保持电解质性能。具有良好离子导电,电子绝缘性能 正负极:作用-良好催化作用,使电解液在隔膜,阴阳极间良好分配 要求-抗熔融盐腐蚀,良好催化性能,与隔膜有良好孔匹配 双极板:作用-分配氧化剂与还原剂,并提供气体流动通道,同时起集流导电作用要求-良好集阻气功能,良好导电集流功能 4所选材料:隔膜LiAlO2 负极材料参杂AL Cr合金的Ni 正极材料NiO 双极板:不锈钢,镍基合金钢 固体氧化物燃料电池 1工作原理负2H2+2O2-→2H2O+4e- O2-穿过膜由正极到负极 正O2+4e-→2O2- e-由负极经负载到正极 总2H2+O2→2H2O 2 关键材料:正负极材料,电解质,电池堆,连接及密封材料 3作用及基本要求: 电解质:作用-隔离氧化剂与还原剂给O2-提供通道 要求-致密薄膜,良好稳定性,较高离子导电,无电子导电负极材料:YSN:支撑,对H*还原有催化作用;提供通道,使Ni均匀分布 Ni-YSN:稳定性好;高导电率;与电解质有良好相容性和热膨胀匹配性;催化性能好;高透气性 正极材料:作用-增大催化反应面积,传导电子,支撑 要求:多孔性,高导电性,与固体电解质有高化学和热相容性及相近的膨胀系数,催化性能好,稳定性好。 连接材料:作用-连接阴阳极,分离燃料与氧化剂,构成流场,导电要求,良好力学性能,良好化学稳定性,高电导率,接近YSZ的热膨胀系数 密封材料:作用-起组件与双极连接间密封作用 要求-高温下密封性好,稳定性高,与固体电解质及连接板材料热膨胀系数相近,兼容性好 4所选材料:电解质:易稳定的氧化铝YSZ 阳极材:Ni-YSN 阳极材料,LSM 连接材料:LCC及Cr-Ni合金 密封材料:Prery玻璃,玻璃/陶瓷复合材料 锂离子电池 1工作原理:正LiCoO2→Li1-xCoO2+xLi++xe- 充电时Li+由正极到负极 负C+xLi++xe-→LixC e-由正极→负极,其中Li+为可逆嵌入与脱嵌2基本组成:正极,负极,电解液 3组成材料:负极材料为石墨(附着在负极铜箔两侧 正极材料为LiCoO2(附着在铅箔上) 电解液:电解质锂盐LiPF6 质子交换膜燃料电池

【高中化学】锂电池、燃料电池反应原理方程式汇总,务必牢记

【高中化学】锂电池、燃料电池反应原理方程式汇总,务必牢记! 1.铝—镍电池(负极—Al,正极—Ni,电解液—NaCl溶液、O2) 负极:4Al-12e-=4Al3+; 正极:3O2+6H2O+12e-=12OH-; 总反应式:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3。 2.镁—铝电池(负极—Al,正极—Mg,电解液—KOH 溶液) 负极:2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O; 正极:6H2O+6e-=3H2↑+6OH-; 总反应离子方程式: 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。 3.锂电池一型(负极—Li,正极—石墨,电解液—LiAlCl4—SOCl2)

已知电池总反应式: 4Li+2SOCl2=SO2↑+4LiCl+S。 试写出正、负极反应式: 负极:4Li-4e-=4Li+; 正极:2SOCl2+4e-=SO2↑+S+4Cl-。 4.铁—镍电池(负极—Fe,正极—NiO2,电解液—KOH 溶液) 已知Fe+NiO2+2H2O放电充电Fe(OH)2+Ni(OH)2,则: 负极:Fe-2e-+2OH-=Fe(OH)2; 正极:NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH-。 阴极:Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-; 阳极:Ni(OH)2-2e-+2OH-=NiO2+2H2O。 5.LiFePO4电池(正极—LiFePO4,负极—Li,含Li+导电固体为电解质)

已知FePO4+Li放电充电LiFePO4,则: 负极:Li-e-=Li+; 正极:FePO4+Li++e-=LiFePO4。 阴极:Li++e-=Li; 阳极:LiFePO4-e-=FePO4+Li+。 6.高铁电池(负极—Zn,正极—石墨,电解质为浸湿的固态碱性物质) 已知:3Zn+2K2FeO4+8H2O放电充电3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,则: 负极:3Zn-6e-+6OH-=3Zn(OH)2; 正极:2FeO4 2-+6e-+8H2O=2Fe(OH)3+10OH -。 阴极:3Zn(OH)2+6e-=3Zn+6OH-; 阳极:2Fe(OH)3-6e-+10OH-=2FeO4 2-+ 8H2O。 7.氢氧燃料电池

电化学的方程式

几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写 燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多,下面主要介绍几种常见的燃料电池,希望达到举一反三的目的。 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- === 2H2O(O2 + 4E- === 2O2-,2O2- + 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- 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

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