甲醇燃料电池和氢氧燃料电池的区别(乙醇燃料电池和氢燃料电池)
想请问一下,燃料电池和氢燃料电池有什么区别啊,燃料电池原料含氢元素的都叫氢燃料电池吗?
将燃料具有的化学能直接变为电能的发电装置。
燃料电池可用的燃料种类很多,比如氢气、甲烷、甲醇、一氧化碳等等等,理论上来说只要是氧化还原反应的都可以制作燃料电池。
氢燃料电池是燃料电池的一种,利用氢气作为燃料与氧化剂(一般是氧气)反应发电的装置。但是仅仅是用氢气的才能称为氢燃料电池,而不是含有氢元素的都叫做氢燃料电池,比如上面的甲烷和甲醇都是含有氢元素的,却不能称为是氢燃料电池。
氢燃料电池的优点是产物非常的干净,只有水,没有碳排放也没有其他的污染物排放,所以是燃料电池中争相发展的重点。氢燃料电池的难点在于氢的存储、催化剂过于昂贵以及功率不够大。
化学必修2燃料电池搞不懂!!!求解!!!
燃料电池的反应实际上是最好书写的。
首先,燃料电池,一定是利用燃烧的放热,转化成电能,总反应一定是一个燃烧反应。
2H2 + O2 = 2H2O
可燃物,一定是失去电子,如,H2、CO、CH3CH2OH、CH3OH、Al等等---那就是负极
支持燃烧的,一定得到电子,如,O2、Cl2等等----就是正极
在书写电极反应是,要先注意溶液的酸碱性,这是配平时要当心的。
书写时,带着方程式的系数书写,哪个简单就先写哪个,剩下的复杂的还可以通过总反应减掉一个电极反应得到。
最后,一定要注意,正极与负极的电极反应相加,约去电子,就是总反应。
如,2H2 + O2 = 2H2O,酸性
负极,2H2 - 4e- = 4H+
正极,O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O
若是碱性
负极,2H2 - 4e- + 4OH- = 4H2O
正极,O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
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 + 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- === 2O2- ,O2- 在酸性条件下不能单独存在,只能结合H+生成H2O即:O2- + 2 H+ === 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- + 6H20===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 + 6H2O CO2 + 2OH- == CO32- + H2O,所以:
负极的电极反应式为:CH4 + 10 OH- + 8e- === CO32- + 7H2O
正极发生的反应有:O2 + 4e- === 2O2- 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
电极反应式的书写
书写电极反应式是学习电化学的基本功,也是高考和竞赛所必须掌握的知识点。一般来讲,书写原电池的电极反应式应注意如下四点:
1、准确判断原电池的正负极
如果电池的正负极判断失误,则电极反应式必然写错,这是正确书写电极反应式的前提。一般而言,较活泼的金属成为原电池的负极,但不是绝对的。如将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时,铜却是原电池的负极被氧化,因为铝在浓硝酸中表面产生了钝化。此时,其电极反应式为:
负极:Cu-2e- ==Cu2+ 正极:2NO3-+4H++2e-==2NO2+2H2O
又如将镁铝合金放入6mol/L的NaOH溶液中构成原电池时,尽管镁比铝活泼,但镁不和NaOH溶液反应,所以铝成为负极,其电极反应式为:
负极:2Al+8OH—6e-==2AlO2-+4H2O 正极:6H2O+6e-==3H2+6OH-
2、高度注意电解质的酸碱性
在正、负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系。如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种,在酸溶液中负极反应式为:2H2-4e-==4H+ 正极反应式为:O2+4H++4e-==2H2O;如是在碱溶液中,则不可能有H+出现,在酸溶液中,也不可能出现OH-。又于CH4、CH3OH等燃料电池,在碱溶液中C元素以CO32-离子形式存在,而不是放出CO2。
3、牢牢抓住总的反应方程式
从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池。而两个电极反应相加即得总的反应方程式。所以,对于一个陌生的原电池,只要知道总反应方程式和其中的一个电极反应式,即可迅速写出另一个电极反应式。
4、不能忽视电子转移数相等
在同一个原电池中,负极失去的电子数必等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应式时,要注意电荷守恒。这样可以避免由电极反应式写总反应方程式,或由总反应方程式改写成电极反应式所带来的失误,同时,也可避免在有关计算中产生误差。
甲醇燃料电池与氢气燃料电池相比的缺点是
醇燃料电池的催化剂主要采用铂纳米材料制成,但是传统铂纳米材料在制备过程中,会产生毒化、析出等副作用,使得铂纳米催化剂的有效面积活性和质量活性逐渐降低,严重影响了甲醇燃料电池的使用寿命。此外,制备铂纳米材料所需的金属铂储存量低、价格昂贵、成本高,十分不利于电池的大规模商业化应用。
氢燃料电池和甲烷燃料电池的区别
甲醇燃料电池跟氢燃料电池很相近.都是采用聚合物电解质膜.只是使用的燃料不同,一个是直接用甲醇,一个为氢.
甲醇燃料电池怎么样?
甲醇燃料电池是燃料电池的一种,是将甲醇与水混合后重整制氢,供燃料电池发电。与氢氧燃料电池最大区别在于,车上无需装载储氢罐,也无需配套加氢站。雷利诺电动车将这一技术应用在电动车上,采用与蓄电池的“电-电”混动模式,蓄电池为辅助电池,为汽车的启动、加速等提供辅助能量,甲醇燃料电池则以恒定功率工作,多余的电能给蓄电池充电。
一、使用成本对比。甲醇燃料电池汽车使用成本最低。甲醇燃料电池汽车在使用成本上有明显的优越性,在公交车领域,日使用成本为纯电动公交的60%,为燃油公交的44%;在物流车领域,是纯电动物流车的60%,为燃油物流车的28%。
二、环保性对比。当前能源结构下,甲醇燃料电池排放最低。国内电能主要来源为73%的火力发电和20%水力发电产生的电能,煤炭燃烧会排放大量的CO2及部分SO2和NOX,粉尘颗粒物等,对环境污染高,因此纯电动汽车技术路径下,排放量很高。甲醇燃料电池路径下,能源转换率最高,没有任何硫化物、氮氧化物排放,尽管也有一定二氧化碳排放,但仅为纯电动汽车技术路径下的1/2。
在不使用燃料电池时,铅酸电池老爷车平均功率约1300W,燃料电池可以提供平均650W电能。只使用铅酸电池可不间断行驶6小时,在使用燃料电池与铅酸电池同时供电情况下可将不间断行驶时间提高至12小时,续航里程约400公里,若间歇行驶则行驶时间可以进一步提高。燃料电池甲醇消耗速度为0.5kg/h,一桶5kg甲醇可以供燃料电池运行10小时,现甲醇市场价约为2元/kg,即燃料电池系统每小时消耗甲醇1元。
化学:什么是甲醇燃料电池?
甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种,它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳,质子和电子,如同标准的质子交换膜燃料电池一样,质子透过质子交换膜在阴极与氧反应,电子通过外电路到达阴极,并做功。
碱性条件 总反应式:2CH4O + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O
正极:O2 + 4e(-)+ 2H20 → 4OH(-)
负极:CH4O - 6e(-) + 8OH(-) → CO3(2-) + 6H2O
酸性条件 2CH4O +3O2→2CO2+4H2O
正极:O2 + 4e(-) + 4H(+) → 2H2O
负极:CH4O - 6e(-) + H2O → 6H(+) + CO2
这种电池的期望工作温度为120℃以下,比标准的质子交换膜燃料电池略高,其效率大约是40%左右。
直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种,它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳和氢,如同标准的质子交换膜燃料电池一样,氢然后再与氧反应。学习这种电池的时候要注意反应的条件,既酸性条件和碱性条件的电极反应不同。
关于甲醇燃料电池和氢氧燃料电池的区别和乙醇燃料电池和氢燃料电池的介绍到此就结束了,不知道你从中找到你需要的信息了吗 ?如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。微信号:ymsc_2016