广庆燃气技术有限公司 氢氧燃料电池以氢气作燃料为还原剂,氧气作氧化剂

时间:2019-02-11 14:48:15 来源:广庆 性质:转载 作者:广庆【推荐给朋友
  氢氧燃料电池,通过燃料的燃烧反应,将化学能转变为电能的电池,与原电池的工作原理相同。

  氢氧燃料电池工作时,向氢电极供应氢气,同时向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂作用下,通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电,在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后,这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行。

  工作时向负极供给燃料(氢),向正极供给氧化剂(氧气)。氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子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形成水。这正是水的电解反应的逆过程。

  氢氧燃料电池不需要将还原剂和氧化剂 全部储藏在电池内的装置

  氢氧燃料电池的反应物都在电池外部它只是提供一个反应的容器2H2+O2==2H2O
  氢气和氧气都可以由电池外提供

  燃料电池是一种化学电池,它利用物质发生化学反应时释出的能量,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、铅蓄电池等是类似的。但是,它工作时需要连续地向其供给反应物质——燃料和氧化剂,这又和其他普通化学电池不大一样。由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出,所以被称为燃料电池。

  具体地说,燃料电池是利用水的电解的逆反应的"发电机"。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质板所组成。最初,电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成,2013年正发展为直接使用固体的电解质。

  工作时向负极供给燃料(氢),向正极供给氧化剂(空气,起作用的成分为氧气)。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形成水。这正是水的电解反应的逆过程。此过程水可以得到重复利用,发电原理与可夜间使用的太阳能电池有异曲同工之妙。

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

  利用这个原理,燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电,所以也可称它为一种"发电机"。

  一般来讲,书写燃料电池的化学反应方程式,需要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:

  若电解质溶液是碱、盐溶液则负极反应式为:2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20 正极为:O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ

  若电解质溶液是酸溶液则负极反应式为:2H2-4eˉ=4H+(阳离子),正极为:O2+4eˉ+4H+=2H2O

  在碱溶液中,不可能有H+出现,在酸溶液中,不可能出现OHˉ 

  氢燃料电池工作原理

  氢燃料电池基本工作原理是将氢气送到燃料电池的阳极板(负极),经过催化剂(铂)的作用,氢原子中的一个电子被分离出来,失去电子的氢离子(质子)穿过质子交换膜,到达燃料电池阴极板(正极),与氧原子和氢离子重新结合为水。

   由于供应给阴极板的氧,可以从空气中获得,因此只要不断地给阳极板供应氢,给阴极板供应空气,并及时把水(蒸气)带走,就可以不断地提供电能。由于氢燃料电池不储能,确切的讲应该称为氢发电装置。
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