燃料電池的電極是什么材料的？
燃料電池的電極是什么材料的？
膜電極是氫燃料電池的核心組件，是燃料電池動(dòng)力的根本來(lái)源，其成本占據(jù)燃料電池電堆的70%，占據(jù)燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的35%。
燃料電池電極反應(yīng)式是什么?
燃料電池電極反應(yīng)式是：2H?＋O?＝2H?O。氧燃料電池反應(yīng)原理這個(gè)反應(yīng)是電解水的逆過(guò)程。
電極負(fù)極反應(yīng)：H2-2e- =2H+ ，電極正極反應(yīng)：O2+4e-=2O2-。
書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)要注意反應(yīng)環(huán)境對(duì)電極產(chǎn)物的影響。?電極反應(yīng)式是指在電化學(xué)裝置中表示原子或離子在電極上得失電子發(fā)生氧化或還原反應(yīng)的式子。原則電極反應(yīng)基本上都是氧化還原反應(yīng)，要遵循質(zhì)量守恒、電子守恒及電荷守恒。
燃料電池原理：
燃料電池其原理是一種電化學(xué)裝置，其組成與一般電池相同。
其單體電池是由正負(fù)兩個(gè)電極(負(fù)極即燃料電極和正極即氧化劑電極)以及電解質(zhì)組成。不同的是一般電池的活性物質(zhì)貯存在電池內(nèi)部，因此，限制了電池容量。
而燃料電池的正、負(fù)極本身不包含活性物質(zhì)，只是個(gè)催化轉(zhuǎn)換元件。
因此燃料電池是名符其實(shí)的把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器。電池工作時(shí)，燃料和氧化劑由外部供給，進(jìn)行反應(yīng)。原則上只要反應(yīng)物不斷輸入，反應(yīng)產(chǎn)物不斷排除，燃料電池就能連續(xù)地發(fā)電。
這里以氫-氧燃料電池為例來(lái)說(shuō)明燃料電池。
燃料電池電極反應(yīng)式是什么？
1、電解質(zhì)為酸性電解質(zhì)溶液（如稀硫酸）
在酸性環(huán)境中，O2-離子不能單獨(dú)存在，可供O2-離子結(jié)合的微粒有H+離子和H2O，O2-離子優(yōu)先結(jié)合H+離子生成H2O。這樣，在酸性電解質(zhì)溶液中，正極反應(yīng)式為O2＋4H++4e-=2H2O。
2、電解質(zhì)為中性或堿性電解質(zhì)溶液（如氯化鈉溶液或氫氧化鈉溶液）
在中性或堿性環(huán)境中，O2-離子也不能單獨(dú)存在，O2-離子只能結(jié)合H2O生成OH-離子，故在中性或堿性電解質(zhì)溶液中，正極反應(yīng)式為O2＋2H2O +4e-=4OH-。
3、電解質(zhì)為熔融的碳酸鹽（如LiCO3和Na2CO3熔融鹽混合物）
在熔融的碳酸鹽環(huán)境中，O2-離子也不能單獨(dú)存在， O2-離子可結(jié)合CO2生成CO32-離子，則其正極反應(yīng)式為O2＋2CO2 +4e-=2CO32-。
4、電解質(zhì)為固體電解質(zhì)（如固體氧化鋯—氧化釔）
該固體電解質(zhì)在高溫下可允許O2-離子在其間通過(guò)，故其正極反應(yīng)式應(yīng)為O2＋4e-=2O2-。
綜上所述，燃料電池正極反應(yīng)式本質(zhì)都是O2＋4e-=2O2-，在不同電解質(zhì)環(huán)境中，其正極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)形式有所不同。因此在書(shū)寫(xiě)正極反應(yīng)式時(shí)，要特別注意所給電解質(zhì)的狀態(tài)和電解質(zhì)溶液的酸堿性。
燃料電池電極反應(yīng)式
1.丙烷燃料電池： 酸性 負(fù)極:C3H8 – 20e- +6H2O=3CO2+20H+ 正極: 5o2 +20e-+ 20H+ = 10H2O 電池總反應(yīng)：C3H8+5O2=3CO2+4H2O 堿性： 負(fù)極:C3H8 – 20 e- + 26OH- = 3CO32- + 17H2O 正極: 5O2 + 20 e- + 10H2O = 20OH- 總反應(yīng): C3H8 + 5O2 + 6OH- = 3CO32- + 7H2O 中性： 負(fù)極：5O2+20e-+10H2O=20OH- 正極：C3H8-20e-+6H2O=3CO2+20H+ 總反應(yīng)：C3H8+5O2=3CO2+4H2O 2.甲醇燃料電池： 酸性： 負(fù)極：2CH3OH-12e-+2H2O=12H++2CO2 正極：3O2+12e-+12H+=6H2O 總反應(yīng)：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O 堿性： 負(fù)極：2CH3OH-12e-+16OH-=2CO32-+12H2O 正極：3O2+12e-+6H2O=12OH- 總反應(yīng)：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O 中性： 負(fù)極：2CH3OH-12e-+2H2O=12H++2CO2 正極：3O2+12e-+6H2O=12OH- 總反應(yīng)：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O3.[燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě)]摘自《創(chuàng)新設(shè)計(jì)》根據(jù)燃料電池的特點(diǎn)，一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2，隨著電解質(zhì)溶液的不同，其電極反應(yīng)有所不同，其實(shí)，我們只要熟記以下四種情況：(1)酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下正極反應(yīng)式：O2＋4H＋＋4e－===2H2O(2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下正極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－===4OH－(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2－)環(huán)境下正極反應(yīng)式：O2＋4e－===2O2－(4)熔融碳酸鹽(如：熔融K2CO3)環(huán)境下正極反應(yīng)式：O2＋2CO2＋4e－===2CO32－。
甲烷燃料電池電極反應(yīng)式是什么？
甲烷燃料電池熔融碳酸鹽電極反應(yīng)式：CH4+2O2=CO2+2H2O。甲烷燃料電池是化學(xué)電池中的氧化還原電池。
燃料電池是燃料和氧化劑（一般是氧氣）在電極附近參與原電池反應(yīng)的化學(xué)電源。
將這些正負(fù)極反應(yīng)疊加起來(lái),得到氫氧燃料電池的總反應(yīng)都是2H2+O2=2H2O。氫-氧燃料電池反應(yīng)原理這個(gè)反應(yīng)是電解水的逆過(guò)程。電極應(yīng)為：負(fù)極：H_+2OH_→2H_O+2e_正極：1/2O_+H_O+2e_→2OH_電池反應(yīng)：H_+1/2O_==H_O。
燃料電池的電極反應(yīng)
電解質(zhì)是H2SO4溶液（酸性電解質(zhì)）負(fù)極的電極反應(yīng)式為：H2 +2e- === 2H+正極是O2得到電子，即：O2 + 4e- === 2O2- ，O2- 在酸性條件下不能單獨(dú)存在，只能結(jié)合H+生成H2O即：O2- + 2 H+ === H2O，因此正極的電極反應(yīng)式為：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O(O2 + 4e- === 2O2- ，2O2- + 4H+ === 2H2O)首先你要明白電解質(zhì)，是指在水溶液中或熔融態(tài)下能導(dǎo)電的物質(zhì)。電解質(zhì)都是以離子鍵或極性共價(jià)鍵結(jié)合的物質(zhì)，根據(jù)其水溶液導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)。
酸、堿、鹽等無(wú)機(jī)化合物都是電解質(zhì)，其中強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和典型的鹽是強(qiáng)電解質(zhì)，弱酸、弱堿和某些鹽（如氯化汞）是弱電解質(zhì)。
有機(jī)化合物中的羧酸百科、酚和胺等都是弱電解質(zhì)。水只作為溶液，充當(dāng)介質(zhì) 罷了注意電解質(zhì)不一定能導(dǎo)電，而只有在溶于水或熔融狀態(tài)是電離出自由移動(dòng)的離子后才能導(dǎo)電。
