燃料电池正极的四种反应式
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氢氧燃料电池四种介质环境下的正负极电极反应式氢氧燃料电池(HFC)是由可燃烃放电的介质组成的可再生能源转换装置。
典型的氢氧燃料电池由正极,负极,复合介质,加氧剂和混合剂组成。
在运行条件下,正负极电极两侧反应物通过复合介质混合,伴随着电子和氢离子的流动,实现放电反应。
根据电池结构和使用介质的不同,氢氧燃料电池可分为四种类型,分别为有机介质电池,固体氧化物电池,固体水化物电池和固体氢化物电池。
1、有机介质电池:有机介质电池的复合介质是以甲醛和甲醇为原料,经过化学合成后形成的可溶解有机离子溶液,属于有臭氧级别的毒气排出介质。
有机介质电池的正负极反应式为:正极反应:H2 (g) + 2OH- (l) → 2H2O (l) + 2e-负极反应:O2 (g) + 2H+ (l) + 2e- → H2 (g)2、固体氧化物电池:固体氧化物电池的复合介质是氧化物粉末和少量乙醇,乙醛和甘油混合成的溶液,属于无毒介质,不能毒化大气。
固体氧化物电池的正负极反应式为:正极反应:2H2 (g) + 4OH- (l) → 4H2O (l) + 4e-负极反应:O2 (g) + 4H+ (l) + 4e- →2H2 (g)3、固体水化物电池:固体水化物电池的复合介质是氯化铵,氯化钠,氯化镁等固体水化物,乙醇,乙醛和甘油混合成的溶液,属于无毒介质,不能毒化大气。
固体水化物电池的正负极反应式为:正极反应:2H2 (g) + 2OH- (l) → 2H2O (l) + 2e-负极反应:O2 (g) + 2H+ (l) + 2e- →2H2 (g)4、固体氢化物电池:固体氢化物电池的复合介质是复合氢化物粉末和乙醇,乙醛和甘油混合成的溶液,属于无毒介质,不能毒化大气。
固体氢化物电池的正负极反应式为:正极反应:2H2 (g) + 2OH- (l) → 2H2O (l) + 2e-负极反应:O2 (g) + 2H+ (l) + 2e- →2H2 (g)以上就是氢氧燃料电池四种介质环境下的正负极电极反应式,其中四种介质类型分别为有机介质电池,固体氧化物电池,固体水化物电池和固体氢化物电池。
燃料电池常用公式
以下为你列举几个燃料电池常用公式:
对于氢氧燃料电池:
1. 在碱性电解质的情况下:负极的电极反应式为:H2 - 2e- + 2OH- =
2H2O;正极的电极反应式为:O2 + H2O + 4e- = 4OH-。
2. 在酸性电解质的情况下:负极的电极反应式为:H2 - 2e- = 2H+;正极的电极反应式为:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O。
3. 在中性电解质的情况下: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-。
对于甲烷燃料电池:
1. 在熔融碳酸盐(K2CO3或Na2CO3)的电解质中,正极的反应为:2O2 + 8e- + 4CO2 = 4CO32-;负极的反应为:CH4 - 8e- + 4CO32- =
5CO2↑+ 2H2O。
2. 在酸性电解质(电解液为H2SO4溶液)中,正极的反应为:2O2 + 8e- + 8H+ = 4H2O;负极的反应为:CH4 - 8e- + 2H2O = CO2↑+ 8H+。
以上内容仅供参考,如需更多燃料电池相关公式,建议查阅化学领域专业书籍或咨询化学专家。
高中化学电极反应方程式汇总电极反应方程式一、原电池电极反应方程式1.Cu─H2SO4─Zn原电池正极:2H+ + 2e- == H2↑负极:Zn—2e- == Zn2+总反应式:Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑2.Cu─FeCl3─C原电池正极:2Fe3+ + 2e- == 2Fe2+负极:Cu —2e- == Cu2+总反应式:2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-负极:2Fe—4e- == 2Fe2+总反应式:2Fe + O2 + 2H2O == 2F e(O H)2↓4.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 == 2H2O5.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 == 2H2O6.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 7.铅蓄电池(放电)正极(PbO2) :PbO2 + 2e- + 24SO-+ 4H+ == PbSO4↓+ 2H2O负极(Pb) :Pb—2e- + 24SO-== PbSO4↓总反应式:Pb + PbO2 + 4H+ + 224SO-== 2PbSO4↓+ 2H2O8.Al─NaOH─Mg原电池正极:6H2O + 6e- == 3H2↑+ 6OH-负极:2Al —6e- + 8OH- == 22AlO-+ 4H2O总反应式:2Al + 2OH- + 2H2O == 22AlO-+ 3H2↑9.CH4燃料电池(碱性介质)正极:2O2 + 4H2O + 8e- == 8OH-负极:CH4—8e- + 10OH- ==23CO-+ 7H2O总反应式:CH4 + 2O2 + 2OH- == 23CO-+ 3H2O 10.熔融碳酸盐燃料电池(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料):正极:O2 + 2CO2 + 4e- == 223CO-(持续补充CO2气体)负极:2CO + 223CO-—4e- == 4CO2总反应式:2CO + O2 == 2CO211.银锌纽扣电池(碱性介质)正极(Ag2O) :Ag2O + H2O + 2e- == 2Ag + 2OH-负极(Zn) :Zn + 2OH-—2e- == ZnO + H2O总反应式:Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag二、电解电极反应方程式1.电解CuCl2溶液阳极:2Cl-—2e- == Cl2↑阴极:Cu2+ + 2e- == Cu总反应式:2Cl- + Cu2+Cl2↑ + Cu2.电解精炼铜阳极(粗铜):Cu —2e- == Cu2+阴极(纯铜) :Cu2+ + 2e- == Cu总反应式:无3.电镀铜阳极(纯铜):Cu—2e- == Cu2+阴极(待镀金属,如Fe):Cu2+ + 2e- == Cu 总反应式:无4.电解饱和食盐水阳极:2Cl-—2e- == Cl2↑阴极:2H2O + 2e- == H2↑ + 2OH-总反应式:2Cl- + 2H2O H2↑+ Cl2↑ + 2OH-5.电解HCl溶液阳极:2Cl- - 2e- == Cl2↑阴极:2H+ + 2e- == H2↑总反应式:2Cl- + 2H+Cl2↑ + H2↑6.电解NaOH溶液阳极:4OH-—4e- == O2↑ + 2H2O阴极:4H2O + 4e- == 2H2↑ + 4OH-总反应式:2H2O 2H2↑+ O2↑7.电解H2SO4溶液阳极:2H2O —4e- == O2↑ + 4H+阴极:4H+ +4e- == 2H2↑总反应式:2H2O 2H2↑ + O2↑8.电解KNO3溶液阳极:2H2O —4e- == O2↑ + 4H+阴极:4H2O + 4e- == 2H2↑ + 4OH-总反应式:2H2O 2H2↑ + O2↑9.电解CuSO4溶液阳极:2H2O—4e- == O2↑ + 4H+阴极:2Cu2+ + 4e- == 2Cu↓总反应式:2Cu2+ + 2H2O 2Cu↓+ O2↑+ 4H+10.电解AgNO3溶液阳极:2H2O—4e- == O2↑ + 4H+阴极:4Ag+ + 4e- == 4Ag↓总反应式:4Ag+ + 2H2O 4Ag↓+ O2↑ + 4H+11.铅蓄电池充电阳极:PbSO4—2e- + 2H2O == PbO2 +24SO-+ 4H+阴极:PbSO4 + 2e- == Pb + 24SO-总反应式:2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 4H+ +224SO-B2H6(g) + 3O2(g) = B2O3(s) + 3H2O(l);ΔH = - 2165kJ·mol-1。
燃料电池的方程式及电极反应式几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写一、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 + 2H2O + 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- + 2H+ === 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- + 6H2O===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K2CO3,所以总反应为:CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O。
燃料电池的工作原理燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电池。
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-=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N A Cl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-+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K2CO3,所以总反应为:CH4+2KOH+2O2=K2CO3+3H2O。
甲醇燃料电池酸性和碱性方程式甲醇燃料电池正负极反应方程式碱性条件总反应式:2CH3OH + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O正极:3O2 + 12e– + 6H20 → 12OH–负极:2CH3OH - 12e– + 16OH~ → 2CO32- + 12H2O酸性条件总反应式:2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O正极:3O2 + 12e– + 12H+ → 6H2O负极:2CH4O - 12e– + 2H2O → 12H+ + 2CO2为什么碱性电极的总反应方程式中+OH-而酸性电极的总反应方程式中不用+H+高中化学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。
燃料电池方程式书写燃料电池的电极反应(主要是负极的电极方程式)是一个难点。
我们知道,一般的燃料电池大多是可燃性物质(主要是可燃性气体)与氧气及电解质溶液共同组成的原电池,虽然可燃性物质与氧气在不同的电极反应,但其总反应方程式是可燃物在氧气中燃烧。
由于涉及电解质溶液,所以燃烧产物可能还要与电解质溶液反应,再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式,从而得到总反应方程式。
由于在反应中氧气由0价变为-2价,所以肯定是O2得电子,即O2作氧化剂是正极,即可写出正极的电极反应式:O2+4e+2H2O=4OH_ ①(该反应式为常见的绝大多数燃料电池的正极反应式)。
若此时电解质溶液为酸性,则反应过程可以理解为:正极上首先发生: O2+4e-=2O2- 由于在酸性环境中大量存在H+ 故O2-会与H+结合成H20,故正极反应式应为:O2+4 e-+4H+=2H2O ②若电解质为中性或碱性时,则正极反应式就只是①。
此时负极反应式就可由总电极方程式减去正极的电极方程式得到(注意要将方程式中的氧气抵消掉)。
罕见原电池电极反应式之答禄夫天创作一、一次电池1、伏打电池:(负极—Zn,正极—Cu,电解液—H2SO4)负极:正极:总反应离子方程式Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池(析氢腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——酸性)负极:正极:总反应离子方程式Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、铁碳电池(吸氧腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——中性或碱性)负极:正极:总反应化学方程式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2; (铁锈生成过程)4.铝镍电池:(负极—Al,正极—Ni,电解液——NaCl溶液)负极:正极:总反应化学方程式: 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液——NH4Cl糊状物)负极:正极:总反应化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液KOH 糊状物)负极:正极:总反应化学方程式:Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH) 7、银锌电池:(负极——Zn,正极--Ag2O,电解液NaOH )负极:正极:总反应化学方程式: Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag8、镁铝电池:(负极--Al,正极--Mg,电解液KOH)负极(Al):正极(Mg):总反应化学方程式: 2Al + 2OH -+ 2H2O = 2AlO2-+ 3H2↑9、高铁电池(负极--Zn ,正极--碳,电解液KOH 和K2FeO4) 正极:负极: 总反应化学方程式:3Zn + 2K2FeO4 + 8H2O 3Zn(OH)2 +2Fe(OH)3 + 4KOH10、镁/H2O2酸性燃料电池正极:负极:总反应化学方程式:Mg+ H2SO4+H2O2=MgSO4+2H2O二、充电电池1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO2 电解液— 稀硫酸)负极:正极:总化学方程式 Pb +PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O2、镍镉电池(负极--Cd 、正极—NiOOH 、电解液: KOH 溶液)放电时负极:正极:总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2三、燃料电池1、氢氧燃料电池:总反应方程式: 2H2 + O2 === 2H2O(1)电解质是KOH 溶液(碱性电解质)负极:正极:(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:正极:(3)电解质是NaCl 溶液(中性电解质)负极:正极:2、甲醇燃料电池 (注:乙醇燃料电池与甲醇相似)(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH 溶液)正极:负极:总反应化学方程式:2CH3OH + 3O2 + 4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应式 2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O3、CO 燃料电池(铂为两极、电解液H2SO4溶液) 放电充电正极:负极:总反应方程式为: 2CO + O2 = 2CO24、甲烷燃料电池(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:负极:总反应方程式:CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O (2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O5、肼(N2H4)燃料电池(电解质溶液是20%~30%的KOH溶液)正极:负极:总反应方程式:N2H4+ O2 === N2 +2H2O四、非水电池1、氢氧电池:一极为H2,另一极为空气与CO2的混合气,电解质为熔融K2CO3(盐)负极:正极:总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O2、CO电池(一极为CO,另一极为空气与CO2混合气,Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质)正极:负极:3、一次性锂电池:(负极--金属锂,正极--石墨,电解液:LiAlCl4-SOCl2)负极:正极:总反应化学方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3 + 6LiCl + 2S4、Li-Al/FeS电池(一级是Li-Al合金,一极是粘有FeS石墨,电解质是Li2CO3熔融盐)正极:负极:总反应方程式:2Li+FeS=Li2S+Fe5、镁电池(一极是Mg,一极是粘有Mo3S4的石墨,电解质是MgSO4熔融盐)正极:负极:总反应方程式:xMg+Mo3S4=MgxMo3S46、新型燃料电池(一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体)正极:负极:总反应方程式:2C4H10+13O2=8CO2+10H2O7、固体酸燃料电池(一极通入空气,另一极通入H2;电解质是CsHSO4固体传递H+)负极:正极:总反应方程式2H2 + O2 === 2H2O罕见原电池电极反应式答案一、一次电池1、伏打电池:负极: Zn–2e-==Zn2+正极: 2H++2e-==H2↑2、铁碳电池(析氢腐蚀):负极: Fe–2e-==Fe2+正极:2H++2e-==H2↑3、铁碳电池(吸氧腐蚀):负极: 2Fe–4e-==2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-==4-OH4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ;2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O4.铝镍电池:负极: 4Al–12e-==4Al3+正极:3O2+6H2O+12e-==12-OH5、普通锌锰干电池:负极:Zn–2e-==Zn2+正极:2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3 +2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池:负极:Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnO(OH) +2OH-7、银锌电池:负极:Zn+2OH-–2e-== ZnO+H2O正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2OH-8、镁铝电池:负极(Al): 2Al + 8OH-+6e-= 2AlO2-+4H2O 正极(Mg): 6H2O + 6e-=3H2↑+6OH–9、高铁电池正极:2FeO42- + 8H2O +6e-==2Fe(OH)3 + 4OH–负极:3Zn + 6OH–6e-==3Zn(OH)210、镁/H2O2酸性燃料电池正极:2H++H2O2=2H2O负极:Mg–2e-== Mg 2+二、二次电池(蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:放电时:负极: Pb-2e-+SO42-==PbSO4正极: PbO2+2e-+4H++SO42-==PbSO4+2H2O 2、镍镉电池放电时负极: Cd-2e—+ 2 OH– == Cd(OH)2正极: 2NiOOH + 2e—+ 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–三、燃料电池1、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—(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:2H2 –4e- === 4H+正极:O2 + 4H+ + 4e- === 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—2、甲醇燃料电池(1)碱性电解质正极:3O2 + 12e- + 6H2O=== 12OH-负极:2CH3OH – 12e- + 16OH—=== 2CO32-+12H2O (2)酸性电解质正极:3O2 + 12e- + 12H+ == 6H2O负极:2CH3OH –12e- +2H2O==12H++2CO23、CO燃料电池正极: O2 + 4e- + 4H+ == 2H2O负极: 2CO – 4e- + 2H2O==2CO2 +4H+4、甲烷燃料电池(1)碱性电解质正极: 2O2 + 4H2O + 8e- == 8OH—负极: CH4 + 10OH—-8e- == CO32- + 7H2O(2)酸性电解质正极: 2O2 + 8e- + 8H+ == 4H2O负极: CH4 - 8e- + 2H2O == 8H+ + CO25、肼(N2H4)燃料电池正极: O2 + 2H2O + 4e- == 4OH—负极: N2H4+ 4OH—– 4e- === N2+2H2O四、非水体系电池1、氢氧燃料电池负极:2H2 – 4e-+2CO32- === 2CO2↑+2H2O正极:O2 + 4e-+2CO2 === 2CO32—2、CO电池(一极为CO,另一极为空气与CO2的混合气,Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解质)正极: O2 + 4e-+ 2CO2 = 2CO32-负极: 2CO+2CO32-– 4e- ==4CO23、一次性锂电池:负极:8Li -8e-=8 Li +正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-4、Li-Al/FeS电池正极:2Li++FeS+2e—=Li2S+Fe负极: 2Li-2e-=2Li +5、镁电池正极:xMg2++Mo3S4+2xe-=== MgxMo3S4负极: xMg-2xe-===xMg2+6、新型燃料电池正极:13O2+ 52e-==26O2-负极:2C4H10+26O2- – 52e-==8CO2+10H2O 7、固体酸燃料电池负极:2H2 –4e- === 4H+正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O。
燃料电池正极的四种反应式
燃料电池是一种用于产生电能的设备,常常用来作为电源,在电力产生、交通、航空和军事领域中得到广泛应用。
燃料电池包括正极和负极两部分,其中正极反应是整个电池电化学反应机制的关键一环。
燃料电池正极的四种反应式如下:
1. 经典氧化还原反应(ORR)
ORR是指氧气在电化学条件下与电催化剂(如Pt)相互作用所产生的电化学反应。
ORR在燃料电池的正极上衍生出的反应可表述为:O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O。
在此反应中,氧气被还原为水,同时产生四个电子和四个质子。
这种反应需要具有有效的催化剂和充足的氧气供应。
2. 氧气还原反应(OR)
氧气还原反应是指氧气在电化学条件下与电催化剂(如Pt)相互作用所产生的一种电化学反应。
OR在电化学反应中的反应式为:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-。
在此反应中,氧气被还原为氢氧根离子,同时产生四个电子。
此反应在低温下具有良好的催化活性,但快速的产生了氢氧离子会使得正极“碱化”,破坏正极节能复合的基础。
3. 氧气分子分解反应(OMD)
氧气分子分解反应是指在燃料电池正极处,氧气在铂基、钯基或其他催化剂的作用下,分解成两个氧离子和两个电子的一个反应。
OMD的反应式为:O2 → 2O2- + 4e-。
在此反应中,氧气分解为两个 O2-,并释放出电子。
这种反应虽然能够快速地分解氧气,但氧离子在溶液中流动的速度较慢,需要有针对性的改进。
4. 氧气的阳极反应(OAR)
燃料电池的氧气阳极反应是指氧气与水分子中的羟基离子相互作用所产生的电化学反应。
OAR的反应式可以表示为:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-。
在此反应中,氧气被还原为羟基离子,同时也产生了四个电子。
这种反应相对于其他三种反应式而言,更加稳定和可靠,且具有较佳的效率和长期的使用寿命。
燃料电池正极的反应式不仅为电池的稳定性、电化学反应的速率和效率提供了重要的依据,同时也指出了燃料电池在不同环境、操作条件下需要注意的问题和解决方案。
在未来,燃料电池将会有更广泛的应用,因此,对燃料电池正极反应式的研究和探究,将会成为燃料电池领域内的重要研究方向和发展方向。