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氢氧燃料电池总反应式

本站为您提供的氢氧燃料电池总反应式,燃料电池是很有发展前途的新的动力电源,一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料,作为负极,用空气中的氧作为正极.和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在电池内部的,因而电池容量取决于贮存的活性物质的量;而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入的,因此,这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点,但由于成本高,系统比较复杂,仅限于一些特殊用途,如飞船、潜艇、军事、电视中转站、灯塔和浮标等方面。

  氢氧燃料电池详解

  燃料电池是很有发展前途的新的动力电源,一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料,作为负极,用空气中的氧作为正极.和一般电池的首要差异在于一般电池的活性物质是预先放在电池内部的,因而电池容量取决于储存的活性物质的量;而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反响的一起源源不断地输入的,因而,这类电池实际上仅仅一个能量转化设备。这类电池具有转化效率高、容量大、比能量高、功率规模广、不必充电等长处,但因为本钱高,体系比较复杂,仅限于一些特别用处,如飞船、潜艇、军事、电视中转站、灯塔和浮标等方面。

  组成结构

  以氢气作燃料、氧气作氧化剂的一类燃料电池。氢氧从外部经过管道输入电池进行电化学反响并输出电能。氢氧燃料电池的理论比能量达3600瓦·时/公斤。单体电池的作业电压一般为0.8~0.97伏,为了满意负载所需的作业电压,往往由几十个单体电池串联成电池组。

  为保持电池的正常作业,须继续供应氢和氧,及时扫除反响产品(水)和废热。电池组由以下几部分组成:

  ①氢氧供应分体系:航天器带着的氢和氧选用超临界液态储存,可缩小贮罐体积,处理失重条件下气、液态的别离问题,但要求贮罐绝热性能好、耐低温、耐高压(氧罐为6兆帕、氢罐为3~3.5兆帕)。

  ②排水分体系:首要有动态排水和静态排水两种方法。前者把带有水蒸气的氢气循环输送到冷却设备,使水蒸气冷凝成水进行别离;后者依托多孔纤维织造资料(如灯芯)将冷凝后的水吸附出来,又称灯芯排水。电池组排出的水经净化后可供航天员饮用或作冷却剂。

  ③排热分体系:电池组经过冷却剂(如乙二醇水溶液)循环,将废热带到辐射器向外排放,以保持电池组正常作业的温度规模。

  ④主动操控分体系:包含电池组作业压力、温度、排水与排气、电压、安全和冷却液循环等的操控与调理。所丈量的参数传送到航天员座舱的显示器或由遥测设备发回地上。当电池组呈现毛病时,主动切换到备份电池组供电。

  氢氧燃料电池总反响式

  首要特点

  1、产品是水,清洁环保;

  2、简单继续通氢气和氧气,发作继续电流;

  3、能量转化率较高,超越80%(一般焚烧能量转化率30%多);

  4、能够组合为燃料电池发电站,排放废弃物少,噪音低,绿色发电站。

  作业原理

  氢氧燃料电池以氢气作燃料为还原剂,氧气作氧化剂,经过燃料的焚烧反响,将化学能转变为电能的电池,与原电池的作业原理相同。

  氢氧燃料电池作业时,向氢电极供应氢气,一起向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂效果下,经过电解质生成水。这时在氢电极上有剩余的电子而带负电,在氧电极上因为短少电子而带正电。接通电路后,这一相似于焚烧的反响进程就能接连进行。

  作业时向负极供应燃料(氢),向正极供应氧化剂(氧气)。氢在负极上的催化剂的效果下分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中,而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上,氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子构成水。这正是水的电解反响的逆进程。

  氢氧燃料电池不需求将还原剂和氧化剂悉数储藏在电池内的设备。

  氢氧燃料电池的反响物都在电池外部它仅仅供应一个反响的容器

  氢气和氧气都能够由电池外供应。

  燃料电池是一种化学电池,它运用物质发作化学反响时释出的能量,直接将其变换为电能。从这一点看,它和其他化学电池如锌锰干电池、铅蓄电池等是相似的。可是,它作业时需求接连地向其供应反响物质——燃料和氧化剂,这又和其他一般化学电池不大一样。因为它是把燃料经过化学反响释出的能量变为电能输出,所以被称为燃料电池。

  具体地说,燃料电池是运用水的电解的逆反响的“发电机”。它由正极、负极和夹在正负极中心的电解质板所组成。开始,电解质板是运用电解质进入多孔的板而构成,2013年正发展为直接运用固体的电解质。

  作业时向负极供应燃料(氢),向正极供应氧化剂(空气,起效果的成分为氧气)。氢在负极分解成正离子H+和电子e-。当氢离子进入电解液中,而电子就沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上,空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子构成水。这正是水的电解反响的逆进程。此进程水能够得到重复运用,发电原理与可夜间运用的太阳能电池有异曲同工之妙。

  燃料电池的电极资料一般为惰性电极,具有很强的催化活性,如铂电极、活性碳电极等。

  氢氧燃料电池总反响式

  应用领域

  作为极具发展前途的新动力电源,氢氧燃料电池的应用领域是多方面的:

  1、大型电站发电

  2、便携移动电源

  3、应急电源

  4、家庭电源

  5、飞机、轿车、军舰

  氢氧燃料电池总反响式

  若电解质为酸溶液 负极反响式为:2H2-4e-==4H+

  正极反响式为:O2 + 4H+ +4eˉ== 2H2O;

  若电解质溶液是碱溶液 负极反响式为:2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20

  正极为:O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ

  这么写的原因便是

  如是在碱溶液中,则不可能有H+呈现,在酸溶液中,也不可能呈现OHˉ

  总反响式都是:2H2+O2=2H2O

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