高中化学复习知识点：燃料电池原理及优点
燃料电池的工作原理
燃料电池的工作原理燃料电池（Fuel Cell）是一种利用氢气等燃料直接产生电能的装置。
它具有高能量转换效率、低碳排放、静音无污染等优势，被认为是未来清洁能源的重要选择之一。
本文将介绍燃料电池的工作原理。
一、燃料电池的基本构成燃料电池由阳极、阴极和电解质膜三个关键组成部分构成。
阳极是一个负极，负责接收氢气燃料，并将其分解成氢离子（H+）和电子（e-）。
通常使用的阳极材料有铂、铂合金等。
阴极是一个阳极的对应极性，在燃料电池中，氧气是常用的阴极气体。
当氧气到达阴极时，它与氢离子和电子结合形成水。
阴极通常使用的材料有铂、铂合金等。
电解质膜位于阴极和阳极之间，起到分隔阳极和阴极的作用，阻止氢离子和电子直接相遇。
电解质膜必须具备良好的离子传导性和电子隔离性。
常用的电解质膜包括质子交换膜（Proton Exchange Membrane，PEM）和固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）。
二、燃料电池的工作原理可以用以下几个步骤来描述：1. 氢气供应：氢气燃料通过供应系统被输送至阳极。
2. 吸附和分解：氢气分子在阳极催化剂表面吸附，并被分解成质子和电子。
3. 离子传导：质子通过电解质膜传导到阴极。
4. 电子传导：电子无法穿过电解质膜，通过外部电路来传导，从而产生电流。
5. 氧气还原：氧气被输送到阴极，与质子和电子结合形成水。
综上所述，燃料电池的工作原理可以简述为：氢气经过阳极催化剂的作用被氧化成质子和电子，质子通过电解质膜传导到阴极，电子通过外部电路传导产生电流，最终在阴极与氧气结合形成水。
这个过程实现了燃料的直接转化为电能，而无需燃烧，因此燃料电池具有高效率、低排放的特点。
三、燃料电池的应用前景燃料电池具有广泛的应用前景，在不同领域有不同的应用形式。
1. 交通运输领域：燃料电池可以作为电动汽车的动力源，解决传统汽车所带来的尾气污染和噪音问题。
2. 移动设备领域：燃料电池可以作为移动设备的独立电源，比如手机、笔记本电脑等，延长使用时间。
燃料电池技术
燃料电池技术燃料电池技术是一种利用化学反应转化燃料能为电能的先进能源技术。
它以可再生能源和常规能源为燃料，通过在氧气电极和氢电极上的电化学反应来产生电能和热能。
燃料电池技术具有高效节能、无污染、资源可持续利用等特点，被广泛应用于交通运输、家庭能源和工业领域。
一、燃料电池的原理燃料电池是利用氧化还原反应来实现能量转换的设备。
它由阳极、阴极、电解质和电极反应催化剂等组成。
在燃料电池工作过程中，燃料（常见的有氢气和甲醇）在阳极侧被氧化成为电子和离子，电子经过外部电路传递形成电流，离子穿过电解质传递到阴极侧，与氧气发生还原反应生成水和热能。
整个过程中产生的电能可被外部电路利用。
二、燃料电池的分类根据不同的电解质种类和工作温度，燃料电池可以分为若干种类。
常见的几种燃料电池包括质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、碱性燃料电池（AFC）等。
它们在不同应用场景下有各自的特点和优势，适用于不同的需求。
三、燃料电池技术的应用1. 交通运输领域：燃料电池被广泛用于汽车和公共交通工具的动力系统。
与传统的内燃机相比，燃料电池具有零排放、高效能等优势，能够有效减少空气污染和温室气体排放，并提升车辆的能效和驾驶体验。
2. 家庭能源：燃料电池可用于家庭能源系统，如供暖和电力供应。
通过利用天然气等燃料产生电能和热能，可以满足家庭的供暖需求，并为家庭提供稳定的电力供应，减少对传统能源的依赖。
3. 工业领域：燃料电池可用于工业过程中的电力供应和废气处理等方面。
利用废气中的氢气等燃料产生电能，不仅能满足工业生产的能源需求，还能有效减少废气的排放和处理成本。
四、燃料电池技术的挑战与展望虽然燃料电池技术在环保和节能方面具有巨大潜力，但也面临着一些挑战。
首先，燃料电池的成本较高，需要进一步降低生产成本才能推广应用。
其次，燃料电池的稳定性和寿命问题仍待解决，需要改进催化剂和材料的稳定性以延长燃料电池的使用寿命。
此外，燃料电池的燃料储存和运输等问题也需要解决。
试简述五大类燃料电池的工作原理和各自的特点
试简述五大类燃料电池的工作原理和各自的特点燃料电池是一种特殊的电池，使用燃料（如氢气、甲醇等）和氧气作为氧化还原反应的原料，在其中引入电解质和催化剂，从而实现燃料的电氧化和产电的过程。
燃料电池的常见分类方法有五种，包括质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、固体氧化物燃料电池、碱性燃料电池和离子聚合物燃料电池。
这篇文章将会逐一介绍这些燃料电池的工作原理及各自的特点。
质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cells，PEMFC）是一种常用的燃料电池，使用氢气和氧气进行反应。
这种燃料电池通过质子交换膜将氢离子从阴极传导到阳极，同时通过氧气在阳极上进行氧化反应，产生电流。
PEMFC 的工作温度通常在60-90℃之间，反应产生的水和热量可以直接排放。
PEMFC 的优点在于响应时间快，电子传导性好，能量密度高，且输出电压稳定。
缺点则在于对纯氢气的依赖性，电极上容易沉积垢物，且质子交换膜对化学稳定性和耐久性的要求较高。
直接甲醇燃料电池直接甲醇燃料电池（Direct Methanol Fuel Cells，DMFC）是另一种常见的燃料电池，使用甲醇和氧气进行反应。
DMFC 通过将甲醇和水在阴极上进行氧化反应，产生质子和二氧化碳；而在阳极上则通过氧气还原，产生水和电流。
DMFC 的工作温度通常在60-90℃之间，较为适合小型可携式设备。
DMFC 的优点在于能够直接使用液态甲醇（或甲醇水溶液）作为燃料，更易于储存和使用。
其缺点则在于甲醇受贵金属催化剂上电子传导速率较慢，且反应过程中产生的CO2 会限制其效率和稳定性。
固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cells，SOFC）是一种高温燃料电池，使用氢气和氧气进行反应。
SOFC 在阳极上通过水和氢气的氧化反应，产生质子和电子；而在阴极上则通过二氧化碳的还原，产生氧离子和电子。
高中燃料电池的原理应用
高中燃料电池的原理应用简介燃料电池是一种利用化学能直接转化为电能的装置，它具有高能量转化效率、零排放、低噪音等优点，被广泛应用于交通工具、家庭能源以及航天航空等领域。
本文将详细介绍高中燃料电池的原理和应用，以帮助读者更好地了解和使用燃料电池技术。
燃料电池的原理燃料电池是一种通过氧化还原反应将燃料中的化学能转化为电能的装置。
其基本原理可以概括为以下几点：1.氢气供应：燃料电池的燃料主要为氢气，氢气可以通过水电解、天然气重整、氢气储存等方式得到。
2.氧气供应：燃料电池的氧气源可以是空气中的氧气。
氧气可以通过直接吸入空气的方式供应给燃料电池。
3.阳极反应：在燃料电池的阳极（负极）上，燃料（氢气）发生氧化反应，产生电子和水。
4.阴极反应：在燃料电池的阴极（正极）上，氧气发生还原反应，与电子和阳极产生的水结合，生成水和电能。
5.电子传导：电子在电极之间通过外部电路流动，从而形成电流流动。
6.离子传导：离子通过电解质质子交换膜在电极之间进行传导，维持电荷平衡。
燃料电池的应用燃料电池由于其高能量转化效率和无污染排放的特点，被广泛应用于以下领域：1. 交通工具燃料电池在交通工具中的应用，主要以氢燃料电池汽车为主。
氢燃料电池汽车使用氢气作为燃料，在氢燃料电池中与氧气发生反应产生电能，驱动电动机运行。
与传统燃油汽车相比，氢燃料电池汽车不产生尾气污染物，具有零排放的优势。
目前，全球范围内已经有多家汽车制造商开始生产和销售氢燃料电池汽车。
2. 家庭能源燃料电池可以作为家庭能源的替代品，用于供应家庭的电力需求。
燃料电池家庭能源系统通过将家庭燃料与氧气反应来产生电能和热能。
从而实现家庭的照明、供暖、供水等需求。
相比传统的发电设备，燃料电池家庭能源系统具有高能量转化效率、低噪音和低排放等优点。
3. 航天航空由于燃料电池具有高能量转化效率和轻量化的特点，它被广泛应用于航天航空领域。
燃料电池在航空器中可以提供可靠的电力供应，以满足电子系统、通信设备等的需求。
燃料电池全面总结
• (3)熔融固体氧化物 • 负极：CH4-8e-+4O2- = CO2+2H2O
• 正极：2O2+8e- = 4O2• (4)熔融碳酸盐
思考：氨气构成燃料电池，其电池反应原理为 4NH3+3O2═2N2+6H2O ，电极反应如何写？
练3 如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的 甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用 下提供质子(H+)和电子。电子经外电路、质子经 内电路到达另一极与氧气反应。电池总反应式为： 2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。 下列说法中正确的是 ( AC) A、左边的电极为负极，a处通入甲醇 B、右边的电极为负极，b处通入空气 C、电池负极的反应式为： CH3OH+H2O－6e-=CO2+6H+ D、电池的正极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-
燃料电池全面总结
一 定义：燃料电池是一种不经过燃烧，将燃 料化学能经过电化学反应直接转变为电能 的装置。 优点：高效、环保。
注：
（1）两电极材料可以相同，只起导电的作用。 （2）反应物不是储存在电池内部，而由外设装 备提供燃料和氧化剂。 通燃料的电极为负极，通氧气的电极为正极。
常考燃料：H2 CO CH4 C2H6(乙烷）C3H8(丙烷） CH3OH C2H5OH NH3 N2H4(肼)
注：碱性条件下CO2和OH-反应最终生成CO32思考：乙醇燃料电池在碱性条件下的负极反应？
燃料电池的原理和应用
燃料电池的原理和应用燃料电池是一种利用氢气和氧气反应来产生电能的高效能源装置。
它具有环保、高能效、低排放等优点，正逐渐成为未来能源领域的热门技术。
本文将介绍燃料电池的原理以及其在不同领域的应用。
一、燃料电池的原理燃料电池是一种通过氧化还原反应将燃料中的化学能直接转化为电能的装置。
其中最常见的是氢氧燃料电池，其原理基于氢气和氧气的电化学反应，反应方程式如下：2H2 + O2 → 2H2O在燃料电池中，氢气被氧化为正离子和电子，正离子通过电解质膜传导，而电子则通过外部电路流动，从而产生电能。
在这个过程中，氧气与正离子结合生成水，无有害排放物产生。
因此，燃料电池被认为是一种清洁、可再生的能源技术。
二、燃料电池的应用1. 交通运输领域燃料电池在交通运输领域具有广阔的应用前景。
目前，许多汽车制造商已经将燃料电池技术应用于汽车生产中，推出了燃料电池汽车。
相比传统内燃机驱动的汽车，燃料电池汽车具有零排放、高能效、长续航里程等优势，是一种环保节能的交通工具。
2. 静电供电领域燃料电池还可以用作静电供电装置，为移动设备、电子产品等提供电能。
由于燃料电池具有高能量密度和快速充电的特点，可以取代传统电池作为移动设备的电源。
此外，燃料电池还可以作为应急电源，在自然灾害、停电等情况下提供电力供应。
3. 工业能源领域燃料电池技术在工业能源领域也有着广泛的应用。
燃料电池可以为工厂、建筑等大型设施提供电力，满足其能源需求。
与传统的火电、水电等能源相比，燃料电池具有零排放、低噪音及模块化的优势，使其在工业领域具有巨大的市场潜力。
4. 航空航天领域燃料电池技术在航空航天领域也有重要应用价值。
由于燃料电池具有高能量密度和轻量化的特点，可以为飞机和航天器提供稳定可靠的电源。
燃料电池还能够解决传统电力系统容量不足和重量过大的问题，提升航空航天器的续航能力和性能表现。
总结：燃料电池是一种高效能源装置，利用氢气和氧气的反应产生电能。
其具有环保、高能效、低排放的优势，正广泛应用于交通运输、静电供电、工业能源和航空航天等领域。
燃料电池的基本工作原理及主要用途
简述燃料电池的基本工作原理及主要用途1.燃料电池的工作原理燃料电池是一种按电化学原理，即原电池的工作原理，等温地把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的能量转换装置。
其单体电池是由电池的正极(即氧化剂发生还原反应的阴极)、负极(即还原剂或燃料发生氧化反应的阳极)和电解质构成，燃料电池与常规电池的不同之处在于，它的燃料和氧化剂不是贮存在电池内，而是贮存在电池外部的贮罐内，不受电池容量的限制，工作时燃料和氧化剂连续不断地输入电池内部，并同时排放出反应产物。
以磷酸型燃料电池为例，其反应式为：燃料极(阳极) H2→2H++2e-空气极(阴极) 1／2O2+2H++2e-→H2O综合反应式H2+1／2O2→H2O以上反应式表示：燃料电池工作时向负极供给燃料(氢)，向正极供给氧化剂(空气)，燃料(氢)在阳极被分解成带正电的氢离子(H+)和带负电的电子(e-)，氢离子(H+)在电解质中移动与空气极侧提供的O2发生反应，而电子(e-)通过外部的负荷电路返回到空气极侧参与反应，连续的反应促成了电子(e-)连续地流动，形成直流电，这就是燃料电池的发电过程，也是电解反应的逆过程。
2. 燃料电池的应用2.1能源发电燃料电池电站的每一套设备都包括了一整套采用天然气发电的电力系统。
分为以下几个分单元：①燃料电池组②燃气制备③空气压缩机④水再生利用⑤逆变器⑥测量与控制系统。
燃料电池组产生的直流电通过逆变器转换成电力系统所需的交流电。
各国工业界人士普遍对于燃料电池在发电站的应用前景看好。
2.2汽车动力目前，各国的汽车时用量均在不断增加，其排放的尾气已成为城市环境的主要污染源之一，特别是发展中国家，由于环境治理的力度不够，这一问题更加突出。
于是人们要求开发新型的清洁、高效的能源来解决这一问题。
质子交换膜燃料电池的出现，解决了燃料电池在汽车动力成本和技术方面存在的若干问题，使燃料电池电动车的开发和使用成为可能。
这种电池具有室温快速启动、无电解液流失、水易排出、寿命长、比功率与比能量高等特点，适合做汽车动力，是目前世界各国积极开发的运输用燃料电池。
燃料电池知识点总结
燃料电池知识点总结一、燃料电池的基本知识1.1 燃料电池的定义燃料电池是一种通过将氢气或含氢化合物燃料与氧气在催化剂的作用下进行氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的电化学能源装置。
1.2 燃料电池的组成燃料电池主要由阳极、阴极、电解质和电极反应催化剂组成。
其中阳极和阴极之间是电解质层，阳极和阴极外部分别连接电流导体并提供气体进出。
1.3 燃料电池的优点燃料电池具有高效能、零排放、低噪音、易于储存和传输等优点，是一种理想的清洁能源技术。
1.4 燃料电池的缺点目前燃料电池技术还存在成本较高、储氢问题、催化剂稀有等问题，限制了其在大规模应用中的推广。
二、燃料电池的类型2.1 氢氧燃料电池氢氧燃料电池是利用氢气和氧气通过电化学反应产生电能的电池。
它的主要类型包括碱性燃料电池（AFC）、聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）和磷酸燃料电池（PAFC）等。
2.2 甲醇燃料电池甲醇燃料电池是将甲醇作为燃料，通过对甲醇进行氧化还原反应来产生电能。
它的主要类型包括直接甲醇燃料电池（DMFC）和高温甲醇燃料电池（HTMFC）等。
2.3 碳氢燃料电池碳氢燃料电池是将石油、天然气、生物质等碳氢化合物作为燃料，通过电化学反应来产生电能。
它的主要类型包括燃料电池烷烃燃料电池（PAFC）、燃料电池烃烃燃料电池（PEMFC）和燃料电池液化石油气燃料电池（LPGFC）等。
三、燃料电池的工作原理3.1 燃料电池的工作原理燃料电池是一种通过氢气或含氢化合物作为燃料，在阳极发生氧化反应产生电子，电子通过外部电路产生电流，然后在阴极与氧气反应释放出电子和水的电化学装置。
3.2 燃料电池的电化学反应燃料电池的电化学反应包括阳极反应和阴极反应。
阳极反应是氢气通过催化剂发生氧化反应生成正极电子和质子；阴极反应是氧气与质子和正极电子在催化剂的作用下发生还原反应生成水。
3.3 燃料电池的工作过程燃料电池的工作过程包括氢气或含氢化合物燃料在阳极发生氧化反应产生正极电子和质子，正极电子通过外部电路产生电流。
燃料电池的原理和应用
燃料电池的原理和应用燃料电池是一类利用化学反应直接将化学能转换成电能的装置，是一种新型、清洁和高效能的能源转换系统。
燃料电池具有高能效、低污染和低噪音等特点，具有广泛的应用前景，被誉为新世纪的能源之王。
一、燃料电池的原理燃料电池的原理是利用氧化还原反应直接将化学能转换成电能。
燃料电池的反应物是氢气和空气中的氧气，反应产物是水和电能。
燃料电池的本质是一种电化学反应，反应中氢气和氧气通过电解质传导的阳离子膜、阴离子膜或电解质溶液等电解质材料，流经阳极和阴极，发生离子反应和氧化还原反应，产生电能。
燃料电池的反应可以简单表示为：H2 + 1/2O2 → H2O + Q其中，H2和O2是燃料电池的反应物，H2O是反应产物，Q是释放的化学能。
燃料电池的种类主要分为碱性燃料电池、聚合物电解质燃料电池、固体氧化物燃料电池和直接甲醇燃料电池等。
不同种类燃料电池的电极材料和电解质、反应物和反应条件等都有所不同，但基本的反应方程式都是类似的。
二、燃料电池的优点燃料电池相比于传统的燃烧式发电系统，具有明显的优点。
1、能源转换效率高。
燃料电池的能量转换效率高，可以达到60%~70%，比传统发电系统高30%~40%。
2、使用成本低。
燃料电池的成本逐年降低，使用成本与燃料和材料的价格相关，但与燃油发电相比，使用成本可以降低30%以上。
3、无污染、绿色环保。
燃料电池是一种清洁的能源转换系统，不会产生CO2、SOx和NOx等大气污染物，是一种绿色的能源。
4、静音、无噪音。
燃料电池的运行没有任何噪声，可以用于室内和城市环境中使用。
5、应用范围广。
燃料电池的应用可以涵盖各个领域，包括汽车、家电、航空航天、移动电源等。
三、燃料电池的应用随着科技的发展，燃料电池已经得到广泛的应用，呈现出了强劲的发展势头。
1、汽车领域。
燃料电池汽车是应用燃料电池技术最早和最成熟的领域，目前已经开始商业化生产。
燃料电池汽车可以实现零排放、高效能、远程行驶和无噪音等优点，是未来汽车发展的重要方向之一。
燃料电池的工作原理
燃料电池的工作原理
燃料电池：
1. 什么是燃料电池：
燃料电池是一种可以用于产生电能的新型装置，是一种可以直接将化
学能转变成电能的装置，通常由一个氢源、一个氧源以及一个电极
（正极和负极）组成。
2. 燃料电池的工作原理：
燃料电池的工作原理很简单，就是当氢气和氧气进入电池，并以适当
的比例混合到一起时，一种叫做“水化解析”反应就会发生，将氢和氧
拆解成质子和氧质子。
质子通过电催化膜进入正极，而氧质子通过此
膜进入负极，这时电子就会运动，从正极流入负极，也就是电流流动，通过导线连接负正极，就可以获得电能。
3. 燃料电池的特性：
1）节能效果好：燃料电池储存的能量比常规的电池要小，而且释放热
量也比较少；
2）运行成本低：燃料电池以氢或汽油为能量源，氢可以通过水裂解法产生，而汽油更容易获得，运行成本极低；
3）安全性高：燃料电池是一种安全性较高的电池，无毒无害的，可以
在室内工作。
4. 燃料电池的应用：
1）汽车发动机：燃料电池汽车可以由氢气作为能量源，发动机就通过氢气和氧气之间的反应来产生电能，从而来驱动汽车；
2）无线通讯：由于燃料电池具有极长的使用寿命，维护成本低，安全性高，在无线移动通讯系统中有着重要的应用价值；
3）太阳能电力系统：因为燃料电池可以处理夜间的电能，成为大型太阳能电力系统的重要组成部分；
4）生物医学：燃料电池也会被用于生物医学，如颗粒检测，心脏检测等等。
它们会更有效地测试人体的生理反应，可以使临床检验的效率有所提高，提高人们的生活质量。
燃料电池的工作原理及特点
燃料电池的工作原理及特点
燃料电池是一种将化学能转化为电能的设备，它利用氢气和氧气在催
化剂的作用下发生反应，产生电子和离子，并将其转化为电能。
燃料
电池具有高效、清洁、可再生等特点，被广泛应用于汽车、船舶、飞
机等领域。
燃料电池的工作原理如下：首先，在阳极（负极）上，氢气分子被催
化剂分解成质子和电子。
质子穿过质子交换膜进入阴极（正极），而
电子则沿着外部电路流动，产生电流。
在阴极上，氧分子与质子和电
子结合形成水分子，并释放出热量。
整个过程中，催化剂起到了促进
反应速率的作用。
燃料电池与传统的燃烧发动机相比具有以下特点：
1. 高效：燃料电池的效率可达70%以上，而传统发动机只有30%左右。
2. 清洁：燃料电池只排放水蒸气和少量废弃物质，不会产生有害物质。
3. 可再生：氢气可以通过水电解或天然气重整等方式制备，具有可再
生性。
4. 低噪音：燃料电池工作时几乎没有噪音，适用于需要低噪音环境的场合。
5. 多种类型：燃料电池可以根据不同的电解质、催化剂和反应方式分为多种类型，如质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池等。
总之，燃料电池是一种高效、清洁、可再生的能源转换技术，具有广泛的应用前景。
燃料电池的原理及优点分析
燃料电池的原理及优点分析燃料电池（Fuel cell）是一种将化学能直接转化为电能的器件，以氢气、甲醇等为燃料。
相比传统的化石能源，燃料电池技术的发展有着巨大的优势，不仅具有节能、环保的特点，而且也可以使设备更加紧凑、轻量化。
本篇文章将围绕燃料电池的原理及优点展开论述。
一、燃料电池的原理燃料电池的基本结构由阴极、阳极和电解质组成。
通常，电解质是一个离子导体，可以让质子（H+）通过，同时禁止电荷相同的阴、阳离子通过。
在燃料电池中，氢气用于阴极，氧气用于阳极。
当氢气流过阴极时，它的质子被电解质传送到阳极。
在此同时，阳极被注入的氧气与走过电解质路线的电子（e-）结合成水蒸气。
更加具体的反应方程式如下：2H2 + O2 → 2H2O + 2e-这个过程中，化学能和电能被转换，电池则会在负极和正极之间释放出电流。
可以通过连接导线将电荷沿着电路流动，进而使用电流做所需要的功，则可以实现电能的使用。
二、燃料电池的优点分析1.节能环保相较于传统燃烧方式的发电，燃料电池通过化学反应来发电，避免了能源转换带来的热力效率损失，节能效果显著。
同时，燃料电池的废弃物只有水蒸气和热，并未释放出二氧化碳等大量有害物质，对环境污染极小，达到了真正意义上的环保。
2. 安全可靠传统的化石能源发电方式容易出现能源输送不稳定的现象，而燃料电池可以通过带电介质直接转化为电能，不需要通过传输链路，因此可以避免输送损失。
同时，燃料电池的整个发电过程没有燃烧过程，不会产生明火和爆炸。
即使在灾难性情况下，也不会付出人员伤亡和巨额财产损失的代价。
3. 经济效益好燃料电池的使用寿命较长，因此可以降低使用成本。
而且，燃料电池的应用场景非常广泛，既可以用于住宅、办公室、公共交通等领域，也可以用于航空航天领域和邮轮发电等特殊场合，市场需求十分强烈。
因此，燃料电池的推广和发展可以带来大量的经济利益。
4. 设计简单燃料电池的结构相对简单，因为不需要多余的数量的元件和部件，这一方面可以减少制造成本，早日实现大规模生产，从而降低产品的售价。
简述燃料电池的优点及缺点
简述燃料电池的优点及缺点1、燃料电池的优点燃料电池就像一个工厂，只要有源源不断的燃料供给，它就能持续供电，所以它与传统内燃机有一些共同的特性。
另外，燃料电池是依靠电化学原理而工作的电化学能量转化装置，因此它又与原电池有一些共同的特性。
事实上，燃料电池结合了内燃机和电池的许多优点。
由于燃料电池直接把化学能转换成电能的，因而其销量通常远远高于内燃机。
燃料电池可以是理想的全固态机械结构，即没有可移动的部件。
这样的系统将潜在地具有高可靠性和长寿命。
由于没有移动部件，也意味着燃料电池非常安静。
而且不良的生成物如NOx、S0x 和微粒排放实际上等于零。
不像普通电池，燃料电池允许在功率（由燃料电池尺寸决定）和容量（由燃料存储尺寸决定）之间随意地缩放，而普通电池中功率和容量的关系通常是相互关联的，因此很难做到大尺寸，而燃料电池可以很容易地从1瓦级（手机）做到兆瓦级（动力工厂）；相对于普通电池而言，燃料电池具有提供较高能量密度的潜力，并且可以靠补充燃料而实现快速充电，而普通电池要么只能扔掉，要么靠插件耗时地去充电。
2、燃料电池的不足（缺点）虽然燃料电池呈现出许多吸引人的优势，但是它也存在一些严重的不足。
燃料电池应用的瓶颈主要是成本高。
由于成本的限制，目前燃料电池技术只是在几个特殊的应用领域（如航天飞行器上）具有经济竞争力。
功率密度是另一个重要的限制。
功率密度表示一个燃料电池单位体积（体积功率密度）或单位质量（质量功率密度）所产生的功率。
虽然在过去的几十年来，燃料电池的功率密度已经得到显著提高，但是若希望其在便携式电子领域和汽车领域具有竞争力，功率密度还需要进一步提高。
内燃机和普通电池在体积功率密度上常常胜过燃料电池，而在质量功率密度上它们非常接近。
燃料的可用性和存储带来了更深的难题。
燃料电池以氢气为燃料时工作性能最佳，但氢气并非随处可得，氢气又具有较低的体积能量密度，并且难以存储。
其他替代燃料很难直接利用，而通常需要重整。
高中燃烧电池知识点总结
高中燃烧电池知识点总结一、燃烧电池的原理燃烧电池是一种通过燃烧反应产生电能的电池，它将化学能转化为电能。
它的工作原理基本上是通过燃烧燃料和氧气来产生热能，然后将热能转化为电能。
燃烧电池的原理主要分为两个步骤：1. 燃料和氧气的燃烧反应。
在燃烧电池中，燃料和氧气进行化学反应，产生大量的热能。
燃料可以是氢气、甲烷、乙醇等可燃气体或液体，而氧气来自空气中的氧气。
2. 热能转化成电能。
通过燃烧反应产生的热能，可以使热电偶产生温差，温差可以产生电能。
二、燃烧电池的结构燃烧电池的结构主要包括燃料电池和燃料电池系统两部分。
1. 燃料电池：燃料电池主要包括阳极、阴极和电解质层三个部分。
阳极和阴极分别与氢气和氧气接触，通过电解质层进行传导，形成电动势，从而产生电压。
2. 燃烧电池系统：燃烧电池系统主要包括燃烧反应室、燃料供应系统、氧气供应系统、冷却系统和控制系统。
燃料反应室是燃烧电池系统的核心部分，它是进行氢气和氧气燃烧反应的地方。
三、燃烧电池的工作原理燃烧电池的工作原理主要包括氢气和氧气的燃烧反应和热能转化成电能两个过程。
1. 氢气和氧气的燃烧反应。
在燃烧电池中，氢气和氧气进行燃烧反应，产生大量的热能。
热能可以使热电偶产生温差，温差可以产生电能。
2. 热能转化成电能。
通过燃烧反应产生的热能，可以使热电偶产生温差，温差可以产生电能。
四、燃烧电池的优缺点燃烧电池作为一种新型的绿色能源，具有诸多优点，但同时也存在一些不足之处。
1. 优点：(1) 高效：燃烧电池能够高效地将化学能转化为电能，具有较高的电池效率。
(2) 环保：燃烧电池主要以氢气、甲烷等清洁能源为燃料，不产生有害废气，具有很好的环保性。
(3) 适用性广：燃烧电池可以使用多种燃料，如氢气、甲烷、乙醇等，适用性广泛。
(4) 低噪音：燃烧电池工作时噪音小，不会对环境和人体造成干扰。
2. 缺点：(1) 燃料成本高：燃料电池的燃料成本相对较高，需要有稳定的供应渠道。
高中化学复习-化学能与电能 第4课时 燃料电池
(-)CH4 | H+ | O2(+)
为燃烧方程式(删去“点燃”);
总反应式: CH4 + 2O2 ＝ CO2 + 2H2O
正极：2O2 + 8e- + 8H+ ＝4H2O
负极：CH4 - 8e- + 2H2O ＝ 8H+ + CO2 (-)CH4 | OH- | O2(+)
总反应式: CH4 + 2O2 + 2OH-＝ CO32+ + 3H2O
(三) 燃料电池 1、氢氧燃料电池：
(-)H2 | H+ | O2(+) 总反应式: 2H2 + O2 ＝ 2H2O 正极：O2 + 4e- + 4H+ ＝2H2O
负极：2H2 - 4e- ＝ 4H+ (-)H2 | OH- | O2(+) 总反应式: 2H2 + O2 ＝ 2H2O 正极： O2 + 4e- + 2H2O ＝ 4OH-
化学能与电能
第4课时 燃料电池
（1）酸性氢氧燃料电池
反应物不储存 在电池内部
失电子
得电子
导离子介质
如：只能允许 H+或O2-通过的 介质
负极
正极
二、发展中的化学电源
(三) 燃料电池
有关燃料电池的几点说明：
①原理：将燃料和氧化剂(如:O2)反应所放出的化学能转化为电能。 ②反应物不储存在电池内部，外部提供燃料和氧化剂。
正极： 2O2 + 8e- + 4H2O ＝ 8OH负极：CH4 - 8e- + 10OH- ＝ 7H2O + CO32-
化学物质的燃料电池
化学物质的燃料电池燃料电池是一种将化学能直接转换为电能的设备。
其工作原理是通过氧化还原反应在不经过传统燃烧过程的情况下释放能量，并将能量转化为电流。
化学物质的燃料电池是其中一种类型的燃料电池，它采用化学物质作为燃料，通过反应过程生成电能。
一、化学物质燃料电池的原理化学物质燃料电池的主要原理是利用特定的化学反应，将燃料氧化剂与还原剂通过电子传导体反应来释放能量。
燃料电池通常包括阳极、阴极和电解质三个主要部分。
电解质常使用钠、铝等物质来增强离子传导性能。
化学物质燃料电池通过向阳极供应燃料来生成电流。
在阳极上，燃料氧化产生电子和正离子。
电子通过外部电路进入阴极，而正离子则穿过电解质传导到达阴极。
在阴极上，氧气与电子和正离子发生还原反应，生成水和其他副产品。
整个过程实现了将化学能转化为电能的目标。
二、化学物质燃料电池的种类化学物质燃料电池有多种类型，不同的类型基于不同的燃料选择。
以下是几种常见的化学物质燃料电池：1. 氢气燃料电池：氢气燃料电池使用氢气作为燃料，在阳极上氧化生成电子和正离子，而在阴极上与氧气发生还原反应，生成水。
氢气燃料电池相较于其他化学物质燃料电池具有高能量转化效率和零排放的特点。
2. 甲醇燃料电池：甲醇燃料电池使用甲醇作为燃料，在阳极上氧化生成电子和正离子。
阴极上与氧气发生还原反应，生成二氧化碳和水。
甲醇燃料电池被广泛用于小型便携设备和交通工具。
3. 乙醇燃料电池：乙醇燃料电池使用乙醇作为燃料，并通过电化学反应将其转化为电能。
乙醇燃料电池具有高能量密度和低温度操作的优点，适用于家庭发电等应用场景。
4. 氨燃料电池：氨燃料电池使用氨气作为燃料，在阳极上通过氨气氧化生成电子和正离子。
阴极上与氧气发生还原反应，生成水和氮气。
氨燃料电池具有高能量密度和易于贮存的特点。
三、化学物质燃料电池的应用化学物质燃料电池作为一种高效、环保的能源转换技术，已经在各个领域得到广泛应用。
1. 车辆动力：由于化学物质燃料电池具有高能量密度和零排放的特点，它被视为未来汽车动力系统的理想选择。
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故选B。
3．D
【解析】
【分析】
【详解】
A．在石墨电极，O2+4e-+4H+==2H2O，作正极，发生还原反应，A正确；
B．铂电极为负极，C8H18失电子生成CO2等，电极反应式：C8H18＋16H2O－50e-==8CO2↑＋50H+，B正确；
C．依据原电池原理，阳离子向正极移动，则H+由质子交换膜左侧向右侧迁移，C正确；
【分析】
燃料电池中，加入燃料的电极是负极、通入氧化剂的电极是正极，所以a是负极、b是正极，电解质为熔融氧化物，则负极反应式为C-4e-+2O2-=CO2、正极反应式为O2+4e-=2O2-，电池反应式为C+O2＝CO2。
【详解】
A．通过以上分析知，a是负极、b是正极，A错误；
B．电子从负极a沿导线流向正极b，B正确；
D．依据正极反应式，电路中通过1 mol电子时，需消耗0.25molO2，但未指明温度与压强，O2体积不一定是5.6 L，D不正确；
故选D。
4．A
【解析】
【分析】
【详解】
A. 电极A为负极，故A的电势比电极B的低，故A正确；
B. 由图示可知，固体电解质中存在氧离子而不是氢氧根，电极A的电极反应式为：N2H4－4e－+2O2-=N2+2H2O，故B错误；
C．H+由质子交换膜左侧向右侧迁移
D．每消耗5.6 L O2，电路中通过1 mol电子
4．一种以肼(N2H4)为燃料的新型环保电池的工作原理如图所示。下列说法正确的是
A．电极A的电势比电极B的低
B．电极A的电极反应式为N2H4－4e－+4OH－=N2+4H2O
C．电极B发生氧化反应
D．每消耗11.2L的O2，转移的电子数为2NA
D.原电池中电子由负极经导线流向正极，该原电池中MnO2为正极，所以电子在外电路中流动方向为从b到a，故D错误；
综上所述，本题选C。
【点睛】
针对选项C，根据原电池正极反应MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O可知，当反应转移电子为2 mol时，溶液的质量增加1molMnO2的质量，即87g，这时，最容易忽略还有通过阳离子交换膜转移过来的2 mol氢离子的质量，所以左侧溶液质量变化为89g，而非87g。
A．甲电极是阴极
B．电解质溶液可以是KOH溶液
C．H+从甲电极附近向乙电极附近迁移
D．每2molO2理论上可净化1molCO（NH2）2
9．化学用语是学习化学的重要工具，下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是（ ）
A．惰性电解饱和食盐水时，阳极的电极反应为2Cl﹣﹣2e﹣═Cl2↑
B．氢氧燃料电池的正极电极反应为O2+2H2O +4e﹣═4OH﹣
C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应为Cu﹣2e﹣═Cu2+
D．钢铁发生吸氧腐蚀时，铁作负极被氧化：Fe﹣3e﹣═Fe3+
10．下列说法正确的是（）
A．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能
B．需高温条件进行的反应均为吸热反应
C．2 mol SO2与1 mol O2混合反应，生成的SO3一定小于2 mol
(1)利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为___________。
(2)氢气作为燃料的优点是________________(写出一点即可)。目前，氢氧燃料电池已经使用于汽车。若该电池的电解质呈碱性，写出负极电池反应式：_____________；若该电池的电解质呈酸性，写出正极电池反应式：________________。
I.H2(g)+A(l)=B(l)△H1
II.O2(g)+B(l)=A(l)+H2O2(l)△H2
其中A、B为有机物，两反应均为自发反应，则H2(g)+O2(g)=H2O2(l)的△H_________(填“>”“<料，写出MgH2与水反应的化学方程式：__________________。
A. H2在负极失电子，发生氧化反应，A正确；
B.燃料电池虽然能量的转化率比直接燃烧高，但仍有一部分能量转化为热量而损耗，能量转化率小于100%，B不正确；
C.因为氢氧燃料电池的最终产物为水，所以它是一种高效、环保的发电装置，C正确；
D.负极2H2-4e-+4OH-=4H2O，正极O2+4e-+2H2O=4OH-，将两电极反应式加和，便得到总反应为：2H2+ O2＝2H2O，D正确。
D．由分子组成的物质中一定含有共价键
二、综合题
11．I．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置，如 图1为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答：
（1）负极反应式为______．
（2）电极表面镀铂粉的原因为______．
II．分析下列电解过程：
（1）写出惰性电极电解CuSO4溶液的总反应的离子方程式：______；
C．是一种高效、环保的发电装置D．供电的总反应为：2H2+ O2＝ 2H2O
3．为了强化安全管理，某油库引进一台测空气中汽油含量的测量仪，其工作原理如图所示(用强酸性溶液作电解质溶液)。下列说法不正确的是
A．石墨电极作正极，发生还原反应
B．铂电极的电极反应式：C8H18＋16H2O－50e-===8CO2↑＋50H+
（2）写出惰性电极电解NaCl溶液的阳极反应式______；电解一段时间后加______(填物质名称)恢复电解前状况．
III．NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池,其原理如图2
（1）请写出负极的电极方程式：______．
（2）相同条件下,放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为______．
12．氢气(H2)是最理想的燃料。回答下列问题：
C. 电极B为正极，氧气得电子生成阳离子，发生还原反应，故C错误；
D. 没有说明是否在标准状况下，所以11.2L的O2，转移的电子数不能确定，故D错误。
故选A。
【点睛】
在书写电极反应时，要注意电解质的酸碱性及离子的存在形式；在有关物质的量的计算时，涉及到气体体积时，要注意是否为标准状态。
5．B
【解析】
B．氮气在正极获得电子，电极反应式为N2+6e-+8H+═2NH4+，选项B正确；
C.放电时溶液中阴离子Cl－移向电源负极，选项C错误；
D．通入氢气的一极为负极，电极方程式为H2-2e-=2H+，pH减小，选项D错误；
答案选B。
【点睛】
本题考查原电池知识，侧重于学生的分析能力的考查，注意从元素化合价的角度判断氧化还原反应，确定正负极反应，为解答该题的关键，以N2、H2为电极反应物，以HCl-NH4Cl溶液为电解质溶液制造新型燃料电池，正极发生还原反应，氮气在正极获得电子，酸性条件下生成NH4+，该电池的正极电极反应式为：N2+8H++6e-=2NH4+，通入氢气的一极为负极，电极方程式为H2-2e-=2H+，总方程式为2N2+6H2+4H+=4NH4+，以此解答该题。
参考答案
1．A
【解析】
【分析】
甲醇-空气燃料电池的反应为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，C元素化合价从-2升高到+4，失电子，化合价升高，在负极反应，O2中O化合价从0价降低到-2价，化合价降低，在正极反应，所以正极反应为：O2+2H2O+4e-=4OH-，负极反应为：CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O，据此分析回答。
该装置为原电池，（CH2O）n→CO2，碳元素化合价升高，发生氧化反应：（CH2O）n-4ne-+nH2O=nCO2+4nH+，为原电池的负极；MnO2→Mn2+，锰元素化合价降低，发生还原反应：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2O,为原电池的正极；
A.放电过程为原电池，负极反应：（CH2O）n-4ne-+nH2O=nCO2+4nH+，正极反应：2MnO2+4e-+8H+=2Mn2++4H2O,根据两极反应可知，氢离子在正极消耗的多，氢离子浓度减小，溶液的pH升高，故A错误；
高中化学复习知识点：燃料电池原理及优点
一、单选题
1．甲醇-空气燃料电池的反应为2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O，下列有关说法正确的是（）
A．甲醇-空气燃料电池的负极反应为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
B．一定温度下，反应2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)能自发进行，该反应的ΔH＞0
【详解】
A．由上面分析可知，负极反应为CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O，A正确；
B．2H2(g)+CO(g)=CH3OH(g)的气体分子数减少，ΔS﹤0，可自发进行，则ΔH-TΔS﹤0，ΔH﹤0，与复述矛盾，B错误；
C．1mol理想气体分子AB断裂为中性气态原子A和B所需要的能量或A和B合成理想气体分子所放出的能量称为键能，涉及的是理想气体分子，答案上给的H2O是液态，所以不能准确计算，C错误；