Mg燃料电池
mg加热反应 -回复
mg加热反应-回复反应式mg + 1/2O2 →MgO引言:加热反应是化学中一种常见的反应类型之一。
在加热过程中,反应物的分子动能增加,分子间碰撞频率增加,从而增加了反应速率。
本文将以mg 加热反应为例,逐步分析该反应的机理和特点。
I. 反应机理mg加热反应是一种氧化反应,其中镁(mg)与氧气(O2)经过反应生成镁氧化物(MgO)。
具体的反应机理可以用以下几个步骤来描述:步骤1:镁与氧气分子之间发生碰撞,形成镁离子(Mg2+)和氧离子(O2-)。
Mg + 1/2O2 →Mg2+ + O2-步骤2:镁离子与氧离子重新组合,生成镁氧化物晶体(MgO)。
Mg2+ + O2- →MgO整个反应的化学方程式可以写为:mg + 1/2O2 →MgOII. 特点和影响因素mg加热反应具有一些特点和受到一些因素的影响。
下面将分别进行讨论:1. 反应速率:加热反应条件下,反应速率通常会增加。
这是由于加热使得反应物分子动能增加,从而提高了反应物分子间碰撞的频率和能量。
因此,更多的反应物分子能够克服活化能并成功反应,从而加快了反应速率。
2. 温度:温度是加热反应的主要因素之一。
随着温度的升高,反应物分子动能增加,反应速率增加。
这是因为在高温下,反应物分子具有更高的平均动能,更容易克服反应物分子间的排斥力并发生反应。
3. 催化剂:催化剂可以加速反应速率,降低反应所需的活化能。
在mg 加热反应中,催化剂的存在可以促进镁与氧气之间的反应,从而加速生成镁氧化物。
4. 反应物浓度:反应物浓度对于加热反应的速率有一定的影响,尤其是在液相反应中。
然而,在mg加热反应中,反应物镁是固体形式存在,其浓度变化不大,因此对反应速率的影响较小。
III. 应用和意义mg加热反应在现实生活和工业中具有广泛的应用和重要意义。
以下几个方面是该反应常见的应用和意义:1. 防腐剂和护膜处理:镁可以与氧气反应生成稳定的镁氧化物,该氧化物可以用作防腐剂和护膜材料,应用于钢铁等金属的表面处理,以防止氧化腐蚀。
燃料电池电极反应式的书写
复习课:燃料电池电极反应式的书写(教学设计)[预习案][自主预习]一、基础知识回顾1>电化学的核心内容是什么?2、原电池原理考査“五要素” ?1)正负极的确定:2)电极反应判断:3)电子方向:4)离子方向:5)电极产物的判断:外加,盐桥中的离子如何移动?盐桥的作用?3、电荷、元素、电子守恒的内容:电荷守恒:元素守恒:得失电子守恒:二、预习自测1.(2016高考全国II卷,11)Mg - AgCI电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。
下列叙述错误的是()• •A.负极反应式为Mg-2e =Mg2+B.正极反应式为Ag\e_ =Agc.电池放电时ci•由正极向负极迁移D.负极会发生副反应Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2个2.(2016高考全国IH卷,11)锌-空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为K0H溶液,反应为2Zn+0:+40H' +2H;0===2Zn(OH) ."o F列说法正确的是()A.充电时,电解质溶液中K•向阳极移动B.充电时,电解质溶液中C(0HJ逐渐减小C•放电时,负极反应为:Zn+40H_-2e =Zn(0H)D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22. 4L (标准状况)3.(2016高考四川卷,5〉某电动汽车配载一种可充放电的锂离子电池。
放电时电池的总反应为:LirCoObLiQ二LiCoO:+ C6(x〈l)。
下列关于该电池的说法不正确的是()A.放电时,LF在电解质中由负极向正极迁移B.放电时,负极的电极反应式为LixCe-xe-= xLJ+ C&C.充电时,若转移lmole-t石墨C6电极将增重7xgD.充电时,阳极的电极反应式为LiCo0:-xe~=Li I-X C O O Z+L i*4.(2016高考浙江卷,11)金属(M)—空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点, 有望成为新能源汽车和移动设备的电源。
高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式
高中化学需要掌握的8个燃料电池的方程式几种常见的“燃料电池”的电极反应式的书写燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池,它与原电池形成条件有一点相悖,就是不一定两极是两根活动性不同的电极,也可以用相同的两根电极。
燃料电池有很多,下面主要介绍几种常见的燃料电池,希望达到举一反三的目的。
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-+ 6H2O2. 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。
常见原电池电极反应式
常见原电池电极反应式一、一次电池1、伏打电池:(负极—Zn,正极—Cu,电解液—H2SO4)负极:正极:总反应离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池(析氢腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——酸性)负极:正极:总反应离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、铁碳电池(吸氧腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——中性或碱性)负极:正极:总反应化学方程式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2; (铁锈生成过程) 4.铝镍电池:(负极—Al,正极—Ni,电解液——NaCl溶液)负极:正极:总反应化学方程式: 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液——NH4Cl糊状物)负极:正极:总反应化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液KOH糊状物)负极:正极:总反应化学方程式:Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH)7、银锌电池:(负极——Zn,正极--Ag2O,电解液NaOH )负极:正极:总反应化学方程式: Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag8、镁铝电池:(负极--Al,正极--Mg,电解液KOH)负极(Al):正极(Mg):总反应化学方程式: 2Al + 2OH-+ 2H2O = 2AlO2-+ 3H2↑9、高铁电池(负极--Zn,正极--碳,电解液KOH和K2FeO4)正极:总反应化学方程式:3Zn + 2K2FeO4 + 8H210、镁/H2O2酸性燃料电池正极:负极:总反应化学方程式:Mg+ H2SO4+H2O2=MgSO4+2H2O二、充电电池1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO2 电解液—稀硫酸)负极:正极:总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O2、镍镉电池(负极--Cd 、正极—NiOOH、电解液: KOH溶液)放电时负极:正极:总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2三、燃料电池1、氢氧燃料电池:总反应方程式:2H2 + O2 === 2H2O(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:正极:(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:正极:(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:正极:2、甲醇燃料电池(注:乙醇燃料电池与甲醇相似)(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:负极:总反应化学方程式:2CH3OH + 3O2 + 4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应式 2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O3、CO燃料电池(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应方程式为: 2CO + O2 = 2CO24、甲烷燃料电池(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:负极:总反应方程式: CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O5、肼(N2H4)燃料电池(电解质溶液是20%~30%的KOH溶液)正极:负极:总反应方程式: N2H4+ O2 === N2 +2H2O四、非水电池1、氢氧电池:一极为H2,另一极为空气与CO2的混合气,电解质为熔融K2CO3(盐)负极:正极:总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O2、CO电池(一极为CO,另一极为空气与CO2混合气,Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质)正极:负极:3、一次性锂电池:(负极--金属锂,正极--石墨,电解液:LiAlCl4-SOCl2)负极:正极:总反应化学方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3 + 6LiCl + 2S4、Li-Al/FeS电池(一级是Li-Al合金,一极是粘有FeS石墨,电解质是Li2CO3熔融盐)正极:负极:总反应方程式:2Li+FeS=Li2S+Fe5、镁电池(一极是Mg,一极是粘有Mo3S4的石墨,电解质是MgSO4熔融盐)正极:负极:总反应方程式:x Mg+Mo3S4=Mg x Mo3S46、新型燃料电池(一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体)正极:负极:总反应方程式:2C4H10+13O2=8CO2+10H2O7、固体酸燃料电池(一极通入空气,另一极通入H2;电解质是CsHSO4固体传递H+)负极:正极:总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O常见原电池电极反应式答案一、一次电池1、伏打电池:负极: Zn–2e-==Zn2+正极: 2H++2e-==H2↑2、铁碳电池(析氢腐蚀):负极: Fe–2e-==Fe2+正极:2H++2e-==H2↑3、铁碳电池(吸氧腐蚀):负极: 2Fe–4e-==2Fe2+OH正极:O2+2H2O+4e-==4-4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ;2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O4.铝镍电池:负极: 4Al–12e-==4Al3+OH正极:3O2+6H2O+12e-==12-5、普通锌锰干电池:负极:Zn–2e-==Zn2+正极:2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3 +2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池:负极:Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnO(OH) +2OH-7、银锌电池:负极:Zn+2OH-–2e-== ZnO+H2O正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2OH-8、镁铝电池:负极(Al): 2Al + 8OH-+6e-= 2AlO2-+4H2O正极(Mg): 6H2O + 6e-= 3H2↑+6OH–9、高铁电池正极:2FeO42- + 8H2O +6e-==2Fe(OH)3 + 4OH–负极: 3Zn + 6OH– 6e-== 3Zn(OH)210、镁/H2O2酸性燃料电池正极:2H++H2O2=2H2O负极:Mg–2e-== Mg 2+二、二次电池(蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:放电时:负极: Pb-2e-+SO42-==PbSO4正极: PbO2+2e-+4H++SO42-==PbSO4+2H2O2、镍镉电池放电时负极: Cd -2e—+ 2 OH– == Cd(OH)2正极: 2NiOOH + 2e—+ 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–三、燃料电池1、氢氧燃料电池(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:2H2– 4e- + 4OH— === 4H2O正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH—(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:2H2–4e- === 4H+正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:2H2– 4e- === 4H+正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH—2、甲醇燃料电池(1)碱性电解质正极:3O2 + 12e- + 6H2O=== 12OH-负极:2CH3OH – 12e-+ 16OH—=== 2CO32-+12H2O(2)酸性电解质正极:3O2 + 12e-+ 12H+ == 6H2O负极:2CH3OH –12e-+2H2O==12H++2CO23、CO燃料电池正极: O2 + 4e-+ 4H+ == 2H2O负极: 2CO – 4e- + 2H2O== 2CO2 +4H+4、甲烷燃料电池(1)碱性电解质正极: 2O2 + 4H2O + 8e- == 8OH—负极: CH4 + 10OH—-8e- == CO32- + 7H2O(2)酸性电解质正极: 2O2 + 8e-+ 8H+ == 4H2O负极: CH4- 8e- + 2H2O == 8H+ + CO25、肼(N2H4)燃料电池正极: O2 + 2H2O + 4e- == 4OH—负极: N2H4+ 4OH—– 4e-=== N2 +2H2O四、非水体系电池1、氢氧燃料电池负极:2H2– 4e-+2CO32- === 2CO2↑+2H2O正极:O2 + 4e-+2CO2 === 2CO32—2、CO电池(一极为CO,另一极为空气与CO2的混合气,Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解质)正极: O2 + 4e-+ 2CO2 = 2CO32-负极: 2CO+2CO32-– 4e-==4CO23、一次性锂电池:负极:8Li -8e-=8 Li +正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-4、Li-Al/FeS电池正极:2Li++FeS+2e—=Li2S+Fe负极: 2Li-2e-=2Li +5、镁电池正极:x Mg2++Mo3S4+2x e-=== Mg x Mo3S4负极:x Mg-2x e-===x Mg2+6、新型燃料电池正极:13O2+ 52e-==26O2-负极:2C4H10+26O2- – 52e-==8CO2+10H2O7、固体酸燃料电池负极:2H2–4e- === 4H+正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O欢迎您的下载,资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习资料等等打造全网一站式需求。
镁燃料电池
镁燃料电池的研究进展摘要:镁燃料电池具有高比能量、安全和成本低等特点,在军事和民用方面有良好的应用前景。
综述了各种镁燃料电池系统的工作原理,概括了近年来在镁阳极、阴极电催化剂与结构、电解质添加剂等方面的研究与进展。
关键词:镁燃料电池;镁阳极;阴极;添加剂(1. Meilin chemical factory, Zunyi Guizhou 563003, China; 2. Harbin Institute of Technology, Harbin Heilongjiang 150001, China)Abstract: Magnesium fuel cell has a favorable application potential in military and civilian fields because of its high energy density, safety and low cost. The working mechanisms of several kinds of magnesium fuel cell systems were summarized. In addition, the research progress on magnesium anode, electrocatalyst and structure of cathode, electrolyte additive were also discussed.Key words: magnesium fuel cell; magnesium anode; cathode; additive1 引言镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于贮运、可使用温度范围宽(–20℃~80℃)及污染小等特点[1]。
作为一种高能化学电源,拥有良好的应用前景,因此很多研究学者与单位对其进行了研究。
燃料电池(课件)
得失电子数目的求算
燃料分子失电子的数目,可根据整体化合价变化情况 进行求算,也可以直接根据分子所含的原子数目进行 计算。1mol的CxHyOz失去电子的数目为4x+y- 2z(碳四氢一氧减二)。我们可以计算,每个C₃H₈失电 子数为4×3+1×8=20,每个C₂H₅OH分子失电子数 为4×2+1×6-2=12。
电解质为固体电解质 (如固体氧化锆—氧 化钇)O2+4e-=2O2-。
燃料电池负极反应式的书写
产物判断规则
一般来说,负极反应物一般为燃料,常常含有碳元素和 氢元素,有时也含有氧元素。在酸性溶液(如硫酸溶液) 下,负极燃料失电子,C元素变为+4价,转化为CO₂; H元素转化为H⁺,氧元素结合H⁺转化为水。在碱性溶 液(如氢氧化钠溶液)下,负极燃料失电子,C元素转化 为碳酸根离子,+1价的氢元素不能在碱性条件下以离 子形态稳定存在,结合OHˉ生成水,氧元素变成氢氧根 离子或者水。
谢谢
燃料电池
基础知识
燃料电池(Fuel cell),是一种不经过燃烧,将燃料化学能经过电化学反 应直接转变为电能的装置。它和其它电池中的氧化还原反应一样,都是自 发的化学反应,不会发出火焰,其化学能可以直接转化为电能,且废物排 放量很低。其中燃料电池电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同
基础知识
燃料电池的两极材料都是用多孔碳、多孔镍、铂、钯等兼有催化剂特性 的惰性金属,两电极的材料相同。 燃料电池的电极是由通入气体的成分来决定。通入可燃物的一极为负极 ,可燃物在该电极上发生氧化反应;通入空气或氧气的一极为正极,氧 气在该电极上发生还原反应。
量为1mol,在标准状况下为22.4L,D错误;【答案】C
真题突破
(2019·全国高考真题)利用生物燃料电池原理研究室温下氨 的合成,电池工作时MV2+/MV+在电极与酶之间传递电子,示意 图如下所示。下列说法错误的是
高考化学(四海八荒易错集)专题11 电化学原理及用试题
目夺市安危阳光实验学校专题11 电化学原理及应用1.下列有关电化学的示意图中正确的是( )解析:选项A,Zn应为原电池负极,Cu为原电池正极。
选项B,盐桥两边的烧杯中盛装的电解质溶液应互换。
选项C,粗铜应连接电源正极。
选项D,电解饱和NaCl溶液,Cl-在阳极放电产生Cl2,H+在阴极获得电子而产生H2,正确。
答案:D2.某模拟“人工树叶”电化学实验装置如图所示,该装置能将H2O和CO2转化为O2和燃料(C3H8O)。
下列说法正确的是( )A.该装置将化学能转化为光能和电能B.该装置工作时,H+从b极区向a极区迁移C.每生成1 mol O2,有44 g CO2被还原D.a电极的反应为3CO2+18H+-18e-===C3H8O+5H2O答案:B3.有关电化学知识的描述正确的是( )A.理论上说,任何能自发进行的氧化还原反应都可设计成原电池B.某原电池反应为Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag,装置中的盐桥内可以是含琼脂的KCl饱和溶液C.因为铁的活泼性强于铜,所以将铁、铜用导线连接后放入浓硝酸中组成原电池,铁作负极,铜作正极,其负极反应式为Fe-2e-===Fe2+D.由Al、Mg与氢氧化钠溶液组成的原电池,其负极反应式为Mg-2e-+2OH-===Mg(OH)2答案:A4.镁燃料电池具有比能量高、使用安全方便、原材料来源丰富、成本低等特点。
一般研究的镁燃料电池可分为镁空气燃料电池、镁海水燃料电池、镁过氧化氢燃料电池和镁次氯酸盐燃料电池。
其中,镁次氯酸盐燃料电池的工作原理如图所示,下列有关说法不正确的是( )A.放电过程中OH-移向正极B.电池的总反应式为Mg+ClO-+H2O===Mg(OH)2+Cl-C.镁燃料电池中镁均为负极,发生氧化反应D.镁过氧化氢燃料电池,酸性电解质中正极反应式为H2O2+2H++2e-===2H2O 解析:本题以镁燃料电池为背景考查了原电池原理、不同条件下电极反应式的书写。
第八章燃料电池教材
Xi’an Jiaotong University
(一)阳极电催化反应与电催化剂
1)氢气阳极电催化氧化反应 单晶Pt作催化剂
氢气析出 氢气氧化
H2 Pt
催 化 剂
Pt(hkl)
H2 Pt
吸附行为 结构敏感性 气相催化
H2-2e=2H+
Pt
Xi’an Jiaotong University
2)甲醇阳极电催化氧化反应与电催化剂 催化剂:Pt/C,助催化剂:Ru/Pt
燃料和空气分别送进燃料电池,电就被奇妙地生产出 来。它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电 池,但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”
Xi’an Jiaotong University
类型
碱性燃料电池(AFC) 磷酸燃料电池(PAFC) 熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 固体氧化物燃料电池(SOFC) 质子交换膜燃料电池(PEMFC) 直接醇类燃料电池(DAFC) 生物燃料电池(BFC) 金属(Zn、Al、Mg)/空气(H2O2)燃料电池
Xi’an Jiaotong University
燃料电池系统 (Fuel cell systems)
天处理 单元
富氢
气体 燃料电池单
元
直流 直交流变换单元 交流
热量管理和控制单元
余热 图9-3 燃料电池发电系统组成
Xi’an Jiaotong University
CH3OH
吸附中 间体
Pt—Ru/Pt
COad
CO2
HCHO/HCOOH
电压:0.4-0.7V,决速步 CO
CO2 CO2
高电压下:甲醇吸附位决速步骤
Xi’an Jiaotong University
日本学者提出利用太阳能还原镁燃料电池负极新技术
业, 2 0 0 3 , 3 5 ( 1 ) : 2 1 — 2 2, 3 0 .
3 8
无机 盐工业
第4 5卷 第 8期
的含 量呈 微涨 的趋势 。 综合 考虑 , 碳化 反应 时间控 制 在5 0 m i n为宜 。
三
表 3 反应 时 间与 重 镁 溶 液 的关 系
图 2碳 化 温 度 与 重 镁 溶 液 的关 系
2 . 5 浆 液 浓 度
3 结 论
矿物 加 工 研 究 , 已公 开 发 表 文 章 6篇 。
联 系方 式 : 2 8 5 4 9 0 9 8 6 @q q . o o m
—
一
受— 炱一奠 一奠—受 一受 ,
日本 学者 提 出利用太 阳能还原 镁燃料 电池 负极 新技 术
2 0 1 3年 7月 2 日 . 在E t 本 东京 召开 的 “ 第4 3届 可 靠 性 与 维护性研讨会( 信赖性 . 保 全 性 、 /求 厶) ” 上, 来 自东 北 金 属 作 为 负 极 .有 效 解 决 了 镁燃 料 电 池 易 燃 的安 全 性 问 题
收 稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 2 — 1 8 作者简 介: 葛鹤 松 ( 1 9 8 4 一 ) , 男, 技 术部长 , 1 二 程 师, 主要 从 事 化 工
的含 量相 对稳 定 。而随着 碳化 时 间的延 长 .可 溶性 C a ( HC O , ) 生成 的机 率 不 断增 加 , 使 液相 中 氧化 钙
新课标化学知识点复习:常见的“燃料电池”的电极反应式
原电池中电极反应式的书写一、原电池中电极反应式的书写1、先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失。
2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式;若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则水必须写入正极反应式中,且O2生成OH-,若电解质溶液为酸性,则H+必须写入正极反应式中,O2生成水。
3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。
若已知电池反应的总反应式,可先写出较易书写的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的电极反应式,即得到较难写出的电极反应式。
例1、有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。
它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作,试写出该电池的两极反应式。
解析:金属铂是相对惰性的,金属锌是相对活泼的,所以锌是负极,Zn失电子成为Zn2+,而不是ZnO或Zn(OH)2,因为题目已告诉H+参与作用。
正极上O2得电子成为负二价氧,在H+作用下肯定不是O2-、OH-等形式,而只能是产物水,体液内的H+得电子生成H2似乎不可能。
故发生以下电极反应:负极:2Zn-4e-= 2Zn2+,正极:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。
例2、用金属铂片插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通入甲烷和氧气,形成甲烷—氧气燃料电池,该电池反应的离子方程式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,试写出该电池的两极反应式。
解析:从总反应式看,O2得电子参与正极反应,在强碱性溶液中,O2得电子生成OH-,故正极反应式为:2O2+4H2O+8e- =8OH-。
负极上的反应式则可用总反应式减去正极反应式(电子守恒)得CH4+10OH--8e-= CO32-+7H2O。
二、电解池中电极反应式的书写1、首先看阳极材料,如果阳极是活泼电极(金属活动顺序表Ag以前),则应是阳极失电子,阳极不断溶解,溶液中的阴离子不能失电子。
高二化学原电池燃料电池专项练习题(附答案)
2020年03月04日xx 学校高中化学试卷学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题1.人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池,其电极反应为: 2Zn 2OH 2ZnO H O e --=+-+,22Ag O H O 22Ag 2OH e --=+++。
据此判断,氧化银是 ( ) A.负极,被氧化B.正极,被还原C.负极,被还原D.正极,被氧化2.有A 、B 、C 、D 四块金属片,用导线两两相连插入稀硫酸中,可以组成各种原电池.若A 和B 相连时,A 为负极;C 与D 相连时,C 溶解,D 上有氢气生成;A 与C 相连时,C 为正极;B 与D 相连时,电子由D 极经导线流向B 极,则这四种金属的活泼性由强到弱的顺序为( ) A.A>B>C>DB.A>C>D>BC.C>A>D>BD.B>D>C>A3.已知空气—锌电池的电极反应为锌片:Zn +2OH --2e -=ZnO +H 2O;石墨:O 2+2H 2O +4e -=4OH -,根据此判断,锌片是( ) A. 负极,并被氧化B .负极,并被还原C .正极,并被氧化D .正极,并被还原 4.对于原电池的电极名称叙述有错误的是( ) A.发生氧化反应的为负极 B.正极为电子流入的一极 C.比较不活泼的金属为负极D.电流的方向由正极到负极5.把2Al+2NaOH+2H 2O=2NaAlO 2+3H 2↑ 设计成原电池,负极材料应该是( )A.碳棒B.铝C.氢氧化钠D.无法判断 6.某原电池反应的离子方程式为Fe+2H +Fe 2++H 2↑,则下列说法正确的是( ) A.硝酸可能为电解质溶液 B.锌可能为原电池正极 C.铁的质量不变 D.铜可能为原电池正极 7.如图为氢氧燃料电池工作原理示意图,其中a 、b 为惰性电极。
固体氧化物燃料电池
1*YSZ旳构造
在ZrO2晶格中,每引入 Y3+,就有一种氧空位产 生。
2*YSZ旳导电性 YSZ旳离子导电行为受多种原因旳影响,这些原因涉及掺杂浓度﹑温度﹑气 氛和晶界等。 (1)稳定剂掺杂量旳影响 ZrO2-9%(摩尔分数)Y2O3旳电导率最 高。其他浓度时,每一种氧空位均被束缚在缺陷复合体中,迁移比较困难。 (2)温度旳影响 Y2O3全稳定旳ZrO2旳电导率随温度旳变化符合阿伦 尼乌斯方程。 (3)气象分压旳影响 YSZ在很宽旳氧分压范围内离子导电率与气相氧分 压无关,且离子传递系数接近于1. (4)晶界旳影响 对小晶粒YSZ陶瓷,其晶界电导率不受晶粒尺寸到小地 影响,对于大晶粒YSZ陶瓷,晶界电导率随晶粒尺寸旳增长而下降。
▪ (3)金属陶瓷旳稳定性
▪
Ni和YSZ在还原气氛中均具有较高旳化学稳
定性,而且在室温至SOFC操作温度范围内无相
变产生。 Ni-YSZ在1000℃下列几乎不与电
解质YSZ及连接材料LaCrO3发生反应。
(4)Ni-YSZ金属陶瓷旳导电性
Ni-YSZ金属陶瓷阳极旳导电率和其中旳N i含量亲密有关。当Ni旳百分比低于30%时Ni- YSZ金属陶瓷旳导电性能与YSZ相同,阐明此时经 过YSZ相旳离子导电占主导地位;但当Ni旳含量高 于30%时,因为Ni粒子相互连接构成电子导电通道, 使Ni-YSZ复合物旳电导率增大三个数量级以上, 阐明此时Ni金属旳电子电导在整个复合物电导中占主 导地位。
SOFC旳构造
1)阳极
阳极旳主要作用是为燃料旳电化学氧化提供反应场合, 所以SOFC阳极材料必须在还原气氛中稳定,具有足够高 旳电子电导率和对燃料氧化反应旳催化活性,还必须具 有足够高旳孔隙率,以确保燃料旳供给及反应产物旳排 除。
固体氧化物燃料电池阳极材料La0.8Mg0.2Cr0.8M0.2O3-δ(M=Zn,A1,Zr)的研究
最大功率密度 为2 W/ 2 c 。催化效果顺序为 Lo o rz . > aMg C0Mj 3> aM 2r rj , m m aMg Co 2 . j . O Lo r  ̄ { Lo . 0 ro加 | 1 . | . O v . C 0 s 关键词 : 铬酸镧 ; 固体氧化物燃料 电池 ; 阳极
Lo o Co n O Lo aMg rZ , ,,a。 . j  ̄ , . M跏c Ak0 L o , aM跏ca l0 , . 1 rz , . 粉体作为阳极材料, I 组装硫氧固体氧化物燃料电池。分别以硫蒸
汽和二氧化硫气体 为燃料气 , 测试 电池 阳极材料性能 。结果表明 : 以硫蒸汽为燃料 , a ̄ o C o L o ar . Mg
Anu iesyo cn lg, ’ sa 30 , h a h i vri T h ooyMa hn2 02 C i ) Un t fe n a 4 n
Abtat l r x g l xd e clS F ) s smbe, yuigS  ̄ cs ,(D ) l et lt s e: s f - y e s i o ie u l e(O C wa e l b n mo o . S C a s i e cr ye r A u u o n od f l s a d s C 9 O s od l o
. .
An d aeil frS l ieF e l o eM tras o o i Ox d u l d Cel
ZHANG n x e Z U e- h n Ya - u , H W ic a g
一种燃料电池用CCL、MEA及燃料电池[发明专利]
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010128923.0(22)申请日 2020.02.28(66)本国优先权数据201910992610.7 2019.10.18 CN(71)申请人 广东道氏云杉氢能科技有限公司地址 528000 广东省佛山市禅城区南庄镇怡水三路1号2座(72)发明人 达斯汀.威廉.班哈姆 白金勇 张翼 (74)专利代理机构 广州嘉权专利商标事务所有限公司 44205代理人 许飞(51)Int.Cl.H01M 4/92(2006.01)H01M 4/88(2006.01)H01M 8/1004(2016.01)H01M 8/1007(2016.01) (54)发明名称一种燃料电池用CCL、MEA及燃料电池(57)摘要本发明公开了一种燃料电池用CCL、MEA及燃料电池,其CCL包括至少2个具有不同特的CCL。
本发明一些实例的CCL,可以在不牺牲耐久性的情况下,具有超高的性能;或在不牺牲性能的情况下,具有超高的耐久性。
本发明一些实例的CCL,易于制备,同时易于根据需要更改原料的组成,满足不同的需要。
权利要求书2页 说明书5页 附图7页CN 111244488 A 2020.06.05C N 111244488A1.一种燃料电池用CCL,其至少包括靠近电解质隔膜的第一CCL和附着在第一CCL的第二CCL组成,其中:所述第一CCL上负载的催化剂的催化活性为0.2~1.5A/mg,溶剂的粘度为2.5~1000cP;所述第二CCL上负载的催化剂的催化活性为0.05~0.2A/mg,溶剂的粘度为0.05~10cP;或所述第一CCL上负载的催化剂的催化活性为0.05~0.2A/mg,溶剂的粘度为2.5~1000cP;所述第二CCL上负载的催化剂的催化活性为0.2~1.5A/mg,溶剂的粘度为0.05~10cP;或所述第一CCL上负载的催化剂的催化活性为0.2~1.5A/mg,溶剂的粘度为0.05~10cP;所述第二CCL上负载的催化剂的催化活性为0.05~0.2A/mg,溶剂的粘度为2.5~1000cP;或所述第一CCL上负载的催化剂的催化活性为0.05~0.2A/mg,溶剂的粘度为0.05~10cP;所述第二CCL上负载的催化剂的催化活性为0.2~1.5A/mg,溶剂的粘度为2.5~1000cP。
镁次氯酸钠燃料电池原理
镁次氯酸钠燃料电池原理
镁次氯酸钠燃料电池(Mg/NaClO2电池)是一种新型绿色能源,其原理基于镁金属和次氯酸钠在电化学反应中释放出电能。
这种电池以镁金属作为负极,次氯酸钠溶液作为正极,通过离子交换膜进行电化学反应。
在电池工作时,镁金属作为负极,在电解液中发生氧化反应,产生镁离子和电子。
镁离子通过离子交换膜移动到正极,而电子则通过外部电路流动,形成电流。
与此同时,次氯酸钠溶液在正极发生还原反应,生成氯化钠和氧气。
整个电池的反应方程式可以表示为:2Mg + 2NaClO2 → 2Mg2+ + 2Na+ + Cl2 + O2
镁次氯酸钠燃料电池具有多种优点。
首先,镁金属是一种丰富可再生的资源,与传统燃料电池中使用的贵金属催化剂相比,成本更低廉。
其次,次氯酸钠溶液是一种高效的氧化剂,能够提供足够的氧气供给反应。
此外,这种电池在工作过程中产生的副产物主要是氯化钠,具有较低的环境污染风险。
然而,镁次氯酸钠燃料电池也存在一些挑战。
首先,镁金属在水和氧气中容易发生腐蚀,因此需要采取措施来保护镁金属负极。
其次,镁离子在离子交换膜中传输的效率需要进一步提高,以提高电池的能量密度和循环寿命。
尽管存在一些挑战,镁次氯酸钠燃料电池作为一种新型绿色能源,具有广阔的应用前景。
它可以应用于电动车、移动设备和储能系统等领域,为人类提供清洁、高效的能源解决方案。
随着技术的不断进步和成本的进一步降低,镁次氯酸钠燃料电池有望成为未来能源领域的重要组成部分。
燃料电池电堆氢气排放限值要求
燃料电池电堆氢气排放限值要求
燃料电池电堆,是利用氢气等燃料和空气中的氧在催化剂的作用下,在燃料电池中经电化学反应产生的电能,并作为主要动力源驱动的设备。
一、燃料电池特点
1.能量转化效率高。
燃料电池的能量转换效率可高达60~80%,为内燃机的2~3倍;
2.零排放,不污染环境。
燃料电池的燃料是氢和氧,生成物是清洁的水;
3.氢燃料来源广泛,可以从可再生能源获得,不依赖石油燃料。
二、电堆氢气排放极限要求
1.当封闭空间或半封闭空间中氢气体积浓度达到或超过
2.0%±
1.0%时,应发出警告。
2.当封闭空间或半封闭空间中氢气体积浓度达到或超过
3.0%士1.0%时,应立即自动关断氢气供应,如果车辆装有多个储氢气瓶,允许仅关断有氢泄漏部分的氢气供应。
三、燃料管路氢气泄漏及检测
1.应按照相关规定的方法对燃料管路的可接近部分进行氢气泄漏检测,并对接头部位进行重点泄漏检测。
对于储氢气瓶与燃料电池堆之间的管路,泄漏检测压力为实际工作压力。
对于加氢口至储氢气瓶之间的管路进行检测,泄漏检测压力为1.25倍的公称工作压力。
2.使用泄漏检测液进行目测检查,3min内不应出现气泡。
3.使用气体检测仪进行检测时,应尽可能接近测量部位,其氢气泄漏速率应满足不高于0.005 mg/s。
mgh2晶体结构
mgh2晶体结构
摘要:
1.mgh2 晶体结构简介
2.mgh2 晶体结构的特性
3.mgh2 晶体结构的应用
正文:
mgh2 晶体结构是一种新型的晶体结构,由镁(Mg)、锗(Ge)、氢(H)三种元素组成。
这种晶体结构具有良好的导电性、高热稳定性和高化学稳定性等特点,因此在材料科学领域受到广泛关注。
mgh2 晶体结构具有以下特性:
1.良好的导电性:mgh2 晶体结构中,电子可以在晶体中自由移动,使其具有良好的导电性。
这一特性使得mgh2 晶体结构在电子器件领域具有广泛的应用前景。
2.高热稳定性:mgh2 晶体结构在高温环境下具有很好的热稳定性,这使得它在高温应用领域具有很大的潜力。
例如,它可以用作高温电子器件的导电材料。
3.高化学稳定性:mgh2 晶体结构具有很高的化学稳定性,不易被化学腐蚀。
这一特性使得它在化学环境恶劣的应用领域具有很好的应用前景。
mgh2 晶体结构的应用主要包括以下几个方面:
1.电子器件:mgh2 晶体结构可以作为导电材料,应用于各种电子器件中,如晶体管、场效应管等。
2.能源领域:由于mgh2 晶体结构具有良好的热稳定性,它可以作为高温燃料电池的电极材料,或者用于制备太阳能电池等。
3.化学工业:mgh2 晶体结构的高化学稳定性使其在化学工业领域具有很好的应用前景,例如用作防腐材料等。
总之,mgh2 晶体结构具有很好的导电性、高热稳定性和高化学稳定性等特性,使其在材料科学领域具有广泛的应用前景。
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1.镁燃料电池具有比能量高、使用安全方 便、原材料来源丰富、成本低、燃料易于 贮运等特点。研究的燃料电池可分为镁一 空气燃料电池,镁一海水燃料电池,镁一 过氧化氢燃料电池,镁一次氯酸盐燃料电 池。如图为镁一次氯酸盐燃料电池的工作 原理图,下列有关说法不正确的是( )。
答案:A
A.放电过程中OH—移向正极 B.电池的总反应式为: Mg+ClO—+H20=Mg(OH)2 ↓ + CI— C.镁电池中镁均为负极,发生氧化反应 D.镁一过氧化氢燃料电池,酸性电解质中正 极反应为:H2O2+2H++2e—=2H2O
答案:B
镁一空气燃料电池
• 总反应:2Mg+O2+2H2O=2Mg(OH)2 • 正极电极式:O2+2H2O+4e—= 4OH— • 负极电极式:2Mg+4OH——4e—= 2Mg(OH)2
答案:C
答案:(1)负极 (2)Mg+ClO—+H2O=Mg(OH)2+Cl—
镁—次氯酸盐燃料电池
• 总反应离子方程式:Mg+ClO—+H20=Mg(OH)2 ↓ + CI— • 正极电极式:ClO—+H20+2e—= 2OH— + CI— • 负极电极式:Mg—2e—+2OH—=Mg(OH)2
• 2.镁燃料电池以镁合金作为电池的一极,另一极充入过氧化氢,电解质 溶液是酸化的氯化钠溶液,放电时总反应: Mg+2H++H2O2=Mg2++2H2O.关于该电池说法正确的是( )
• ①镁合金为电源负极,发生氧化反应 ②放电时H+在正极反应得电子
• ③正极方程式为:H2O2+2e-=2OH-④放电时正极的pH升高. A.①② B.①③ C.①④ D.②④
• 答案
• ①镁燃料电池中,负极金属镁发生失电子的氧化反应,故①正确;
• ②放电时H2O2在正极反应得电子,3;2e-+2H+=2H2O,故③错误;
• ④正极消耗H+,正极的pH升高,故④正确.
答案:C
故选C.
镁—过氧化氢燃料电池
• 总反应离子方程式:Mg+2H++H2O2=Mg2++2H2O • 正极电极式:2H++H2O2+2e—= 2H2O • 负极电极式:Mg—2e—= Mg2+