氫氣是世界上最輕的氣體,它的化學(xué)式為H2,氫氣的用途非常多,目前氫氣廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、冶金工業(yè)、食品加工、浮法玻璃、精細化工和有機合成、航空航天工業(yè)等領(lǐng)域。除此之外,由于氫氣燃燒后的產(chǎn)物只有水,所以氫氣也是一種綠色能源。以氫作為能源,是未來發(fā)電、電動汽車用燃料電池的燃料。目前也有不少科學(xué)家正在研究氫氣燃料電池,也許朋友們會有疑問,氫氣怎么能做電池的?氫氣燃料電池原理是什么?
什么是氫氣燃料電池?
燃料電池是一種化學(xué)電池,它利用物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時釋出的能量,直接將其變換為電能。氫氣燃料電池一般是以惰性金屬鉑(Pt)或石墨做電極材料,負極通入H2,正極通入O2,總反應(yīng)為:2H2 + O2 === 2H2O。簡單而言氫氣燃料電池就是利用水的電解的逆反應(yīng)的"發(fā)電機"。這種逆水解的過程也是氫氣燃料電池原理的基礎(chǔ),氫氣能夠用作電池的燃料,也是基于這個過程。
氫氣燃料電池原理的究竟是什么?
氫氣燃料電池在工作時向負極供給燃料(氫),向正極供給氧化劑(空氣)。氫在負極分解成正離子H+和電子e-。氫離子進入電解液中,而電子則沿外部電路移向正極。用電的負載就接在外部電路中。在正極上,空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達正極上的電子形成水。這正是水的電解反應(yīng)的逆過程,這就是氫氣燃料電池原理。
氫氣燃料電池原理的化學(xué)方程式是什么?
1.氫氣燃料電池原理之電解質(zhì)是KOH溶液(堿性電解質(zhì))
負極發(fā)生的反應(yīng)為:H2 + 2e- === 2H+ ,2H+ + 2OH- === 2H2O,所以:
負極的電極反應(yīng)式為:H2 – 2e- + 2OH- === 2H2O;
正極是O2得到電子,即:O2 + 4e- === 2O2- ,O2- 在堿性條件下不能單獨存在,只能結(jié)合H2O生成OH- 即:2O2- + 2H2O === 4OH- ,因此,
正極的電極反應(yīng)式為:O2 + H2O + 4e- === 4OH- 。
2.氫氣燃料電池原理之電解質(zhì)是H2SO4溶液(酸性電解質(zhì))
負極的電極反應(yīng)式為:H2 +2e- === 2H+
正極是O2得到電子,即:O2 + 4e- === 2O2- ,O2- 在酸性條件下不能單獨存在,只能結(jié)合H+生成H2O 即:O2- + 2 H+ === H2O,因此
正極的電極反應(yīng)式為:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O(O2 + 4e- === 2O2- ,2O2- + 4H+ === 2H2O)
3. 氫氣燃料電池原理之電解質(zhì)是NaCl溶液(中性電解質(zhì))
負極的電極反應(yīng)式為:H2 +2e- === 2H+
正極的電極反應(yīng)式為:O2 + H2O + 4e- === 4OH-
我們?yōu)楹问褂脷錃馊剂想姵兀跉錃馊剂想姵卦砦覀兡軌蛄私鈿錃馊剂想姵氐哪男﹥?yōu)勢?從以上的化學(xué)方程式可以看出,氫氣燃料電池原理就是逆水解的過程,反應(yīng)時并沒有有毒有害的污染產(chǎn)物出現(xiàn),因此這類電池具有轉(zhuǎn)換效率高、容量大、比能量高、功率范圍廣、不用充電等優(yōu)點,但由于成本高,系統(tǒng)比較復(fù)雜,僅限于一些特殊用途,如飛船、潛艇、軍事、電視中轉(zhuǎn)站、燈塔和浮標(biāo)等方面。
基于氫氣燃料電池原理,氫氣燃料電池能用在哪些方面?
大型電站發(fā)電 、便攜移動電源、、應(yīng)急電源 、家庭電源 、飛機、汽車、軍艦等。
其實氫氣燃料電池原理非常簡單,就是水電解的逆過程,在不同性質(zhì)的電解液中反應(yīng)方程式各有不同?;跉錃馊剂想姵卦恚瑲錃馊剂想姵鼐哂衅渌N類的電池所不具備的清潔、環(huán)保、綠色等特點。制作氫氣燃料電池的氫氣哪里購買?高純氫氣生產(chǎn)廠家武漢紐瑞德特種氣體供應(yīng)各種純度氫氣,包含高純氫氣、超純氫氣、高壓氫氣。全國發(fā)貨,高壓氫氣,高純氫氣價格歡迎電聯(lián):400-6277-838