燃料电池.ppt

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1、第四章 电化学基础第二节 化学电源(3)燃料电池1 1）氢氧燃料电池氢氧燃料电池 (-)PtH2H+O2Pt(+)负极(Pt)：2H2-4e-=4H+正极(Pt)：O2+4H+4e-=2H2O电池总反应：2H2+O2=2H2O(-)PtH2OH-O2Pt(+)负极(Pt)：2H2-4e-+4OH-=4H2O正极(Pt)：O2+2H2O+4e-=4OH-电池总反应：2H2+O2=2H2O工作原理工作原理 氧化剂与还原剂在工作时不断补充；氧化剂与还原剂在工作时不断补充；反应产物不断排出；反应产物不断排出；能量转化率高能量转化率高(超过超过80%)，普通的只有，普通的只有30%，有，有利于节约能源。

2、利于节约能源。缺点：缺点：体积较大、附属设备较多体积较大、附属设备较多 优点：优点：能量转换率高、清洁、对环境友好能量转换率高、清洁、对环境友好 其它燃料电池：其它燃料电池：烃、肼、甲醇、氨、甲烷燃料电池烃、肼、甲醇、氨、甲烷燃料电池燃料电池的规律燃料电池的规律燃料电池与前几种电池的差别：燃料电池与前几种电池的差别：燃料做负极，助燃剂氧气为正极燃料做负极，助燃剂氧气为正极 电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子电极材料一般不参加化学反应，只起传导电子的作用。的作用。2022/12/1342）甲）甲烷烷-氧气燃氧气燃料电池料电池 该电池用金属铂片插入该电池用金属铂片插入KOHKOH溶液中作电极

3、，又在两极溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气上分别通甲烷和氧气:负极负极：CHCH4 4+10OH+10OH-8e-8e-COCO3 32-2-+7H+7H2 2O O 正极正极：2O2O2 2 +4H+4H2 2O +8eO +8e-8OH8OH-电池总反应式电池总反应式：CHCH4 4+2O+2O2 2+2KOH+2KOH K K2 2COCO3 3+3H+3H2 2O O思考：思考：该电池该电池在酸性介质中的电极反应在酸性介质中的电极反应为：为：减减 少少 污污 染染节节 约约 资资 源源 练练习习1、航航天天技技术术上上使使用用的的氢氢氧氧燃燃料料电电池池具具有有高高能能、轻轻便

4、便、无无污污染染的的优优点点。氢氢氧氧燃燃料料电电池池有有酸酸式式和和碱碱式式两两种种，它它们们放放电电时时的的总总反反应应都都可以表示为可以表示为2H2+O2=2H2O，酸酸式式电电池池中中电电解解质质是是酸酸，其其负负极极反反应应可可表表示示为为2H2-4e-=4H+，则其正极反应式为：，则其正极反应式为：_。碱碱式式电电池池的的电电解解质质是是碱碱，其其正正极极反反应应式式为为O2+2H2O+4e-=4OH-，则则其其负负极极反反应应可可表表示示为：为：_。O2+4e-+4H+=2H2O 2H2-4e-+4OH-=4H2O 练练习习2、碱碱性性电电池池具具有有容容量量大大、放放电电电电流

5、流大大的的特特点点，因因而而得得到到广广泛泛应应用用。锌锌-锰锰碱碱性性电电池池以以氢氢氧化钾溶液为电解液，总反应式为：氧化钾溶液为电解液，总反应式为：Zns2MnO2sH2OlZnOH2sMn2O3s下列说法错误的是（下列说法错误的是（）A 电池工作时，锌失去电子电池工作时，锌失去电子B 电池正极电极反应式为：电池正极电极反应式为：2MnO2sH2Ol2eMn2O3s2OHaqC 电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D 外电路中每通过外电路中每通过02mol电子，锌的质量理电子，锌的质量理论上减小论上减小65gC 练习练习3、氢气是燃料电池最简单的燃料，、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中的甲烷燃料电池中a极的电极反应式：极的电极反应式：_此时电池内总的反应式此时电池内总的反应式：_KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH-8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O