一、氢氧燃料电池

总反应为:2H2+O2=2H2O

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-=O2-,O2-在碱性条件下不能单独存在,只能结合H2O生成OH-即:O2-+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-=O2-,O2-在酸性条件下不能单独存在,只能结合H+生成H2O即:O2-+2H+=H2O,因此
正极的电极反应式为:O2+4H++4e-=2H2O(O2+4e-=O2-,O2-+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-+6H2O=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

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K2CO3,所以总反应为:CH4+2KOH+2O2=K2CO3+3H2O。
负极发生的反应:CH4-8e-+8OH-=CO2+6H2OCO2+2OH-=CO32-+H2O,所以:
负极的电极反应式为:CH4+10OH-+8e-=CO32-+7H2O
正极发生的反应有:O2+4e-=O2-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=4Al(OH)3

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.

Last modification:March 27th, 2020 at 10:03 am
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