燃料电池工作原理,燃料电池的原理是什么它的结构图片什么样
来源:整理 编辑:智能门户 2023-09-08 08:37:27
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1,燃料电池的原理是什么它的结构图片什么样
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。
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2,CH4O2KOH 组成的燃料电池反应原理
建议你多做这方面的题;CO3 2-+H2O),将两反应乘上适当的系数相加,CH4)的一端为负极:CH4+2O2+2OH-=CO3 2-+3H2O。)
燃料电池是高中电化学的重点和难点之一。一般来说;而电解质(OH-)和水两极都会有,增减原则和配平氧化还原方程式原则一致,它会有助于你理解电池,消去电子及两边相同的物质:CH4+10OH--8e-=CO3 2-+7H2O,但由于是碱性电池。再写出正负极产物,看结果是否与之前的总反应一致;OH-),二氧化碳会变成碳酸根,多向老师请教,通还原剂(燃料:O2+2H2O+4e-=4OH-,应该就不成问题了、氢原子数及电荷数:负极反应。最终得到,通氧化剂(助燃剂,O2)的一端为正极;正极反应首先不要想电极,通过化合价升降法配平电子数,再通过在两边增减水或OH-来配平氧原子数。故有,类型复杂多样:负极失电子(CH4-e-->。
(为了检验是否正确。
然后将各物质拆分为两部分,正极得电子(O2+e-->:正负两极,即甲烷燃烧生成CO2和水,想着它的总反应
3,燃料电池的化学方程式原理
可以在酸性中反应。燃料电池在碱性溶液中反应,正极中由于甲烷燃烧生成二氧化碳,二氧化碳是酸性气体,与碱性溶液中的氢氧根反应(比如氢氧化钠和CO2反应),溶液中的氢氧根相对于二氧化碳来说是过量的,所以才生成碳酸根。负极中氧气只能与氢离子,但在碱性溶液中,氢离子是不可能单独存在的(因为氢离子一旦出现就会马上与氢氧根反应),或浓度比氢氧根小很多,所以氧气只能从水中拿氢离子,就和水反应生成氢氧根了。若是在酸性溶液中反应,由于氢离子是大量的,氧气会直接和氢离子反应生成水就好了。碱性介质下的甲烷燃料电池 负极:ch4+10oh - - 8e-===co32- +7h2o 正极:2o2+8e-+4h2o===8oh- 离子方程式为:ch4+2o2+2oh-===co32-+3h2o 总反应方程式为:ch4+2o2+2koh===k2co3+3h2o 酸性介质下的甲烷燃料电池: 负极:ch4-8e-+2h2o===co2+8h+ 正极:2o2+8e-+8h+===4h2o 总反应方程式为:2o2+ch4===2h2o+co2
4,氢氧燃料电池
假设电解质溶液是碱性溶液,则负极反应式为:2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20 正极为:O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ假设电解质溶液是酸性溶液则负极反应式为:2H2-4eˉ=4H(阳离子),正极为:O2+4eˉ+2H2O=4OHˉ工作时向负极供给燃料(氢),向正极供给氧化剂(空气,起作用的成分为氧气)。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。是水的电解反应的逆过程。氢氧燃料电池(中性介质) 正极:o2 + 2h2o + 4e- → 4oh- 负极:2h2 - 4e- → 4h+ 总反应式:2h2 + o2 == 2h2o 氢氧燃料电池(酸性介质) 正极:o2 + 4h+ + 4e- → 2h2o 负极:2h2 - 4e-→ 4h+ 总反应式:2h2 + o2 == 2h2o 氢氧燃料电池(碱性介质) 正极:o2 + 2h2o + 4e- → 4oh- 负极:2h2 - 4e- + 4oh- → 4h2o 总反应式:2h2 + o2 == 2h2o
5,燃料电池的原理是什么
简单地说,燃料电池(Fuel
Cell)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”。燃料电池的概念是1839年G.R.Grove提出的,至今已有大约160年的历史。
燃料电池十分复杂,涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论,具有发电效率高、环境污染少等优点。总的来说,燃料电池具有以下特点:
(1)能量转化效率高 他直接将燃料的化学能转化为电能,中间不经过燃烧过程,因而不受卡诺循环的限制。目前燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%~60%,而火力发电和核电的效率大约在30%~40%。
(2)有害气体SOx、NOx及噪音排放都很低 CO2排放因能量转换效率高而大幅度降低,无机械振动。
(3)燃料适用范围广
(4)积木化强 规模及安装地点灵活,燃料电池电站占地面积小,建设周期短,电站功率可根据需要由电池堆组装,十分方便。燃料电池无论作为集中电站还是分布式电,或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适
(。
6,燃料电池和氢能源汽车的工作原理是什么
所谓氢能源,不是说地球上有大量氢,可“开采”来用作能源,而是水通过光分解可制得氢来代替石油、电等能源。
氢作为能源有许多优越性。水通过光分解可制得氢,水的储量很大,又比较低廉;氢燃料燃烧后又生成水,是一种燃烧无害、十分清洁的能源。氢在储存、输送上比电力损失小,而且氢燃烧热值高,1千克氢燃烧产生的热量相当于3千克汽油或4.5千克焦炭的发热量。但是,在应用中,氢的存储与运输以及利用太阳能分解水制取氢,一直是制约氢能发展的瓶颈。
再说燃料电池。它是把燃料中的化学能直接转化为电能的能量转化装置,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”,而是一个小小的“发电厂”。燃料电池也有多种类型,经过多年的探索,最有望用于汽车的是质子交换膜燃料电池。它的工作原理是:将氢气送到负极,经过催化剂(铂)的作用,氢原子中两个电子被分离出来。这两个电子在正极的吸引下,经外部电路产生电流。失去电子的氢离子(质子)可穿过质子交换膜(即固体电解质),在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获得,只要不断给负极供应氢,并及时把水(蒸汽)带走,燃料电池就可以不断地提供电能。
目前,对氢能源的利用主要是氢燃料电池。它不同于电能车的显著特点是其没有笨重的电池负荷,并且行驶里程没有电能驱动汽车的限制。因此,氢燃料电池可以说是一种极佳的驱动动力。用这种动力驱动的汽车被称为零污染的氢动力汽车
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