燃料电池的正极反应式四种情况(燃料电池的正极反应式四种情况图片)

求高中化学各种常见燃料电池的电极反应式

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

四、铝–空气–海水电池

我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型海水标志灯，以海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。

电源负极材料为：铝；电源正极材料为：石墨、铂网等能导电的惰性材料。

负极的电极反应式为：4Al－12e－===4Al3+；

正极的电极反应式为：3O2+6H2O+12e－===12OH－

总反应式为：4Al+3O2+6H2O===4Al(OH)3

说明:铝板要及时更换, 铂做成网状是为了增大与氧气的接触面积.

燃料电池电极反应式是什么？

1、电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸）

在酸性环境中，O2-离子不能单独存在，可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O，O2-离子优先结合H+离子生成H2O。这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O。

2、电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液）

在中性或碱性环境中，O2-离子也不能单独存在，O2-离子只能结合H2O生成OH-离子，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反应式为O2＋2H2O +4e-=4OH-。

3、电解质为熔融的碳酸盐（如LiCO3和Na2CO3熔融盐混合物）

在熔融的碳酸盐环境中，O2-离子也不能单独存在， O2-离子可结合CO2生成CO32-离子，则其正极反应式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32-。

4、电解质为固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇）

该固体电解质在高温下可允许O2-离子在其间通过，故其正极反应式应为O2＋4e-=2O2-。

综上所述，燃料电池正极反应式本质都是O2＋4e-=2O2-，在不同电解质环境中，其正极反应式的书写形式有所不同。因此在书写正极反应式时，要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。

乙醇燃料电池在不同环境下电极反应式书写（四种电解质），谢谢

乙醇燃料电池在不同环境下电极反应式如下：

1、乙醇燃料电池，酸作电解质：

总反应：C₂H5OH+3O₂=2CO₂+3H2O

正极：3O₂+12H++12e-=

6H₂O

负极：C₂H5OH+

3H₂O

-

12e-=2CO₂+

12H+

2、乙醇燃料电池，碱溶作电解质：

总反应：C₂H₅OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+5H₂O

负极：C₂H₅OH+16OH--12e-=2CO₃2-+11H₂O

正极：3O₂+12e-+6H₂O=12OH-

3、乙醇燃料电池，KOH作电解质：

总反应：C₂H₅OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+5H₂O

负极：C₂H₅OH+16OH(-)-12e(-)=2CO₃(2-)+11H₂O

正极：O₂+4e(-)+2H₂O=4OH(-)

扩展资料

碱性乙醇燃料电池的优势

1.易储存，易推广：气体燃料电池的燃料相比，乙醇是液体的，易储存，尤其是无需在现有的公路交通体系下“另起炉灶”——建设耗资巨大的气体燃料补给站（加气站），只要在现有的加油站的基础上，稍加改动即可完成产业化的目标。

2.乙醇燃料工业生产技术完善，如可由煤炭加水制成，或由含有纤维素的“农业剩余废物”水解发酵得到。

3.乙醇（就是俗称的酒精），基本无毒，并且有特殊气味；所以一旦泄漏对生物和环境的危害很小，并且容易被发现。

参考资料来源：百度百科—乙醇燃料电池

甲烷燃料电池四种环境方程式是什么?

1、酸性条件，负极上燃料甲烷失电子发生氧化反应生成二氧化碳，则负极的电极反应式为：CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+；正极上氧气得电子和氢离子反应生成水，电极反应式为2O2+8e-+8H+═42H2O，故答案为：CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+；2O2+8e-+8H+═42H2O。

2、碱性条件下，正极上氧气得电子生成氢氧根离子，则正极电极反应式为：2O2+4H2O+8e-=8OH-；在负极上甲烷反应能生成二氧化碳和水，二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠，则负极电极反应式为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O； 故答案为：2O2+4H2O+8e-=8OH-；CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。

3、固体电解质中，正极上氧气得电子生成02-，则正极电极反应式为：2O2+8e-=402-；负极上甲烷失电子生成二氧化碳和水，则负极电极反应式为：CH4+4O2--8e-═CO2+2H2O； 故答案为：2O2+8e-=402-；CH4+4O2--8e-═CO2+2H2O。

4、熔融碳酸盐（如：熔融K2C03）环境下，正极上氧气得电子生成碳酸根离子，正极反应式为2O2+4CO2+8e-═4CO32-，负极上甲烷失电子转化为二氧化碳，负极反应式为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O； 故答案为：2O2+4CO2+8e-═4CO32-；CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O。

甲烷燃料电池的特点

甲烷燃料电池是化学电池中的氧化还原电池。燃料电池是燃料和氧化剂(一般是氧气)在电极附近参与原电池反应的化学电源。甲烷(CH4)燃料电池就是用沼气(主要成分为CH4)作为燃料的电池，与氧化剂O2反应生成CO2和H2O，反应中得失电子就可产生电流从而发电。

燃料电池使用气体燃料和氧气直接反应产生电能,其效率高、污染低,是一种很有前途的能源利用方式。但传统燃料电池使用氢为燃料,而氢既不易制取又难以储存,导致燃料电池成本居高不下。

以上内容参考  百度百科-甲烷燃料电池

燃料电池的正负极反应是什么，怎么分析

燃料电池

的

总反应

是有机物的

燃烧反应

负极是一般：有机物-me-xOH-=yH2O+z

CO3

(2-)

正极只要总反应减去

阳极反应

如：

甲烷燃料电池

正极:2O2+8e-

+4H2O=8OH-

负极:

CH4

-8e-

+10(OH)-=CO3(2-)+7H2O

总:CH4+2O2+2OH-=CO3(2-)+2H2O

高中常考的燃料电池正负极反应方程式

.碱性溶液燃料电池（如电解质溶液为KOH溶液或NaOH

溶液，电极为惰性电极）。固定正极反应式：O2+2H2O+4e-=4OH-

反应过程：O2+4e-=2O2-，2O2-+2H2O=4OH-

O2-在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-。例：

CH3OH|KOH（aq）|O2

总反应式：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO3

2-+6H2O。（

反应过程：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O，2CO2+4OH-=

2CO3

2-+2H2O）正极反应式：3O2+6H2O+12e-=12OH-

（O2+2H2O+4e-=4OH-）负极反应式：2CH3OH+16OH--12e-=2CO3

2-+12H2O（CH3OH+8OH--6e-=CO3

2-+6H2O）电解液pH变化：pH变小。（从总反应看，既反应了碱又生成水，使电解液碱性减弱）

2.酸性溶液燃料电池（如电解质溶液为H2SO4

溶液或H3PO4

溶液，电极为惰性电极）。固定正极反应式：O2+4H++4e-=2H2O

反应过程：O2+4e-=2O2-，2O2-+4H+=2H2O

O2-在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生成H2O。例：

CH3CH2OH|H2SO4（30%）|O2

总反应式：CH3CH2OH+3O2=2CO2+3H2O。反应过程：CH3CH2OH+3O2=2CO2+3H2O，生成物不与电解液反应此反应，即为总反应式。正极反应式：3O2+12++12e-=6H2O

（O2+4H++4e-=2H2O）负极反应式：CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2+12H+

电解液pH变化：pH变大。（从总反应看，反应生成水，稀释电解液，使电解液酸性减弱）

3.熔融盐燃料电池（熔融K2CO3

或Li2CO3

或Li2CO3—Na2CO3）。固定正极反应式：O2+4e-+2CO2=2CO3

2-

例：熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用

Li2CO3

和Na2CO3

的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2

的混合气为阴极助燃气，

制得在650℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：总反应式：2CO+O2=2CO2。正极反应式：O2+4e-+2CO2=2CO3

2-

负极反应式：2CO+2CO3

2--4e-=4CO2

（CO+CO3

2--2e+=2CO2）

4.固体氧化物燃料电池（电池的电解质传递O2-）。固定正极反应式：O2+4e-=2O2-

例：一个电极通入空气，另一个电极通入CH4，电池的电解质是掺杂了Y2O3

的ZrO2

晶体，它在高温下能传递O2-。总反应式：CH4+2O2=CO2+2H2O。正极反应式：2O2+8e-=4O2-

（O2+4e-=2O2-）负极反应式：CH4+4O2--8e-=CO2+2H2O

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