甲烷燃料电池在熔融氧化物下的电极反应式

甲烷燃料电池在熔融氧化物下的电极反应式

甲烷燃料电池熔融碳酸盐电极反应式：ch4+2o2=co2+2h2o。甲烷燃料电池是化学电池中的氧化还原电池。燃料电池是燃料和氧化剂（一般是氧气）在电极附近参与原电池反应的化学电源。

简介

甲烷（ch4）燃料电池就是用沼气（主要成分为ch4）做为燃料的电池，与氧化剂o2反应分解成co2和h2o.反应中利害电子就可以产生电流从而发电。美国科学家设计成以甲烷等碳氢化合物为燃料的新型电池，其成本大大高于以氢为燃料的传统燃料电池。燃料电池采用气体燃料和氧气轻易反应产生电能,其效率高、污染高，就是一种很存有前途的能源利用方式。但传统燃料电池采用氢为燃料,而氢既难于制备又难以储存，引致燃料电池成本居高不下。

科研人员曾尝试用便宜的碳氢化合物为燃料，但化学反应产生的残渣很容易积聚在镍制的电池正极上，导致断路。美国科学家使用铜和陶瓷的混合物制造电池正极,解决了残渣积聚问题。这种新电池能使用甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等5种物质作为燃料。

精修版高考化学一轮【热点专练8】新型化学电源专项突破(含答案)

精品文档?高考化学 热点回头专练8 新型化学电源专项突破 1．世博会中国馆、主题馆等建筑使用光伏并网发电，总功率达4 MW，是历届世博会之最。通过并网，上海市使用半导体照明(LED)。已知发出白光的LED是由氮化镓(GaN)芯片与钇铝石榴石(YAG，化学式：Y3Al5O12)芯片封装在一起做成的。下列有关叙述正确的是 ()。 A．光伏电池实现了太阳能和电能的相互转化 B．图中N型半导体为正极，P型半导体为负极 C．电流从a流向b D．LED中的Ga和Y都显＋3价 解析A项，光伏电池将光能(太阳能)直接转变为电能，而电能未转化为太阳能；B项，电池内部，正电荷向正极移动，负电荷向负极移动，故N型半导体为负极，P型半导体为正极；C项，a为负极，b为正极，电流从b流向a；D 项，GaN中N显－3价，则Ga显＋3价，Y3Al5O12中Al、O分别显＋3、－2价，则Y显＋3价。 答案 D 2．全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能电池，工作原理如图所示，a、b均为惰性电极，放电时左槽溶液颜色由黄色变为蓝色。下列叙述正确的是

()。A．充电时右槽溶液颜色由紫色变为绿色 B．放电时，b极发生还原反应 C．充电过程中，a极的反应式为：VO＋2＋2H＋＋e－===VO2＋＋H2O D．电池的总反应可表示为：VO＋2＋V2＋＋2H＋放电 充电 VO2＋＋V3＋＋H2O 解析该电池为可充电电池，放电时为原电池，充电时为电解池。根据颜色变化，判断放电时的电极反应，进而判断正、负极。左槽(a)颜色由黄色变蓝色，说明发生反应VO＋2―→VO2＋，＋5价的V得电子生成＋4价V， 即VO＋2＋e－===VO2＋，发生还原反应，a电极为正极。则b电极为负极，发生氧化反应，即V2＋－e－===V3＋。A项，充电时右槽反应即放电时右槽反应的逆反应，即V3＋＋e－===V2＋，颜色由绿色变为紫色，错误；B项，由上分析，放电时，b 极为负极，发生氧化反应，错误；C项，充电时a极反应，即放电时的逆反应，即VO2＋＋H2O－e－===VO＋2＋2H＋，错误。 答案 D 3．磷酸燃料电池是目前较为成熟的燃料电池，其基本组成和反应原理如下：

高中电化学部分-----燃料电池电极反应方程式书写

燃料电池反应书写 对书写燃料电池电极反应式“三步法”具体作一下解释。 1、燃料电池总反应方程式的书写 因为燃料电池发生电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，可根据燃料燃烧反应写出燃料电池的总反应方程式，但要注意燃料的种类。若是氢氧燃料电池，其电池总反应方程式不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化，即2H2+O2=2H2O。若燃料是含碳元素的可燃物，其电池总反应方程式就与电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有关，如甲烷燃料电池在酸性电解质中生成CO2和H2O，即CH4+2O2=CO2+2H2O；在碱性电解质中生成CO32-离子和H2O，即CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O。 2、燃料电池正极反应式的书写 因为燃料电池正极反应物一律是氧气，正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应，所以可先写出正极反应式，正极反应的本质都是O2得电子生成O2-离子，故正极反应式的基础都是O2＋4e-=2O2-。正极产生O2-离子的存在形式与燃料电池的电解质的状态和电解质溶液的酸碱性有着密切的关系。这是非常重要的一步。现将与电解质有关的五种情况归纳如下。 ⑴电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸） 在酸性环境中，O2-离子不能单独存在，可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O，O2-离子优先结合H+离子生成H2O。这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为O2＋4H++4e-=2H2O。 ⑵电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液） 在中性或碱性环境中，O2-离子也不能单独存在，O2-离子只能结合H2O生成OH-离子，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反应式为O2＋2H2O +4e-=4OH-。 ⑶电解质为熔融的碳酸盐（如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物） 在熔融的碳酸盐环境中，O2-离子也不能单独存在，O2-离子可结合CO2生成CO32-离子，则其正极反应式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32-。 ⑷电解质为固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇） 该固体电解质在高温下可允许O2-离子在其间通过，故其正极反应式应为O2＋4e-=2O2-。 综上所述，燃料电池正极反应式本质都是O2＋4e-=2O2-，在不同电解质环境中，其正极反应式的书写形式有所不同。因此在书写正极反应式时，要特别注意所给电解质的状态和电解质溶液的酸碱性。 3、燃料电池负极反应式的书写 燃料电池负极反应物种类比较繁多，可为氢气、水煤气、甲烷、丁烷、甲醇、乙醇等可燃性物质。不同的可燃物有不同的书写方式，要想先写出负极反应式相当困难。一般燃料电池的负极反应式都是采用间接方法书写，即按上述要求先正确写出燃料电池的总反应式和正极反应式，然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。 下面主要介绍几种常见的燃料电池。 一、氢氧燃料电池

燃料 电池

燃料电池 制作人：康媛 一、知识点回顾： 原电池正负极的判断方法 二、燃料电池： 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，外加提供燃料和氧化剂。 ③两极材料：惰性材料，只具导电性。 ④两极判断：负极：通入燃料气的一极 正极：通入O2或空气的一极 ⑤导电介质：可以是电解质溶液，也可以是新型的导离子介质。 ⑥高效、环境友好。 1. 氢氧燃料电池： （1）（-）Pt(H2) | H2SO4 | Pt(O2)（+） 负极：2H2 - 4e- ＝4H+ 正极：O2 + 4e- + 4H+ ＝2H2O 总反应：2H2 + O2 ＝2H2O 思考：若介质为碱性环境呢？ （-）Pt(H2) | KOH | Pt(O2)（+） 负极：2H2 + 4OH-? 4e-＝4H2O 正极：2H2O + O2 + 4e-＝4OH- 总反应：2H2 + O2 ＝2H2O

总结： 燃料电池电极反应式的写法：总式→正极→负极 正极写法： 碱性/中性： O 2 + 4e - + 2H 2O ＝ 4OH - 酸性： O 2 + 4e - + 4H + ＝ 2H 2O 例1．(1)氢氧燃料电池以KOH 溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将___减小_____，溶液的pH________减小___________。 (填“减小”、“增大”或“不变”) (2)氢氧燃料电池以H 2SO 4溶液作电解质溶液时，工作一段时间后，电解质溶液的浓度将____减小____，溶液的pH____ _增大___。(填“减小”、“增大”或“不变”) 2. 甲烷燃料电池（一池多变）： 讨论：以甲烷燃料电池为例来分析不同的环境下电极反应式的书写。 (1)酸性介质(如H 2SO 4) 负极：CH 4－8e －＋2H 2O===CO 2＋8H ＋ 正极：2O 2＋8e －＋8H ＋ ===4H 2O 总反应式：CH 4＋2O 2===CO 2＋2H 2O (2)碱性介质(如KOH) 负极：CH 4－8e －＋10OH －===CO 2－ 3＋7H 2O 正极：2O 2＋8e －＋4H 2O===8OH － 总反应式：CH 4＋2O 2＋2OH －===CO 2－ 3＋3H 2O (3)固体电解质(高温下能传导O 2－ ) 负极：CH 4－8e －＋4O 2－ ===CO 2＋2H 2O 正极：2O 2＋8e －===4O 2－ 总反应式：CH 4＋2O 2===CO 2＋2H 2O (4)熔融碳酸盐(如熔融K 2CO 3)环境下 负极：CH 4－8e －＋4CO 2－ 3===5CO 2＋2H 2O 正极：2O 2＋8e －＋4CO 2===4CO 2－ 3 总反应式： CH 4＋2O 2===CO 2＋2H 2O 特备注意：要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H +、OH -、H 2O ，以遵循电荷守恒和质量守恒。 例1. 甲醇燃料电池容易携带、容易存储等优点，目前被认为将会替代传统的电池成为携带型设备 的主要电源。如图是甲醇的质子交换膜型燃料电池模型，下列有关说法正确的是( ) A ．Y 极为电池的负极 B ．X 极的电极反应式： CH 3OH ＋H 2O －6e －===CO 2＋6H ＋ C ．若常温下用该电池电解100 mL KCl 溶液至pH ＝12时，电池质子交换膜迁移的A 为0.01 mol D ．空气以20%为氧气计算，X 极每消耗1 mol 甲醇，Y 极必消耗168 L 空气中的氧气 答案 B 解析 根据X 极、Y 极所通入的物质，可以判断，X 极为负极，Y 极为正极，其电极反应式 为X 极(负极)：CH 3OH ＋H 2O －6e －===CO 2＋6H ＋；Y 极(正极)：32 O 2＋6e －＋6H ＋ ===3H 2O 。C 项，2KCl ＋2H 2O=====电解2KOH ＋H 2↑＋Cl 2↑，n (OH －)＝0.01 mol·L －1×0.1 L ＝10－ 3 mol ，所以电池质子交换膜迁移 的A(H ＋ )应为0.001 mol ；D 项，没有给出氧气所处的条件，不能求出氧气的体积。

微专题一：O2电极反应式的书写形式

微专题一：O2电极反应式的书写形式 一、形式不同主要来自电解质的不同，常见电解质： （1）酸性电解质溶液：如H2SO4溶液； （2）碱性电解质溶液：如NaOH溶液； （3）熔融氧化物：如Y2O3； （4）熔融碳酸盐：如K2CO3； （5）质子交换膜或固体酸膜。 〖理解应用〗以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法： （1）酸性条件 燃料电池总反应式：CH4＋2O2 = CO2＋2H2O 正极反应式：_________________________________________； 负极反应式：_________________________________________。 （2）碱性条件 燃料电池总反应式：CH4＋2O2＋2NaOH = Na2CO3＋3H2O 正极反应式：_________________________________________； 负极反应式：_________________________________________。 （3）固体电解质(高温下能传导O2－) 燃料电池总反应式：CH4＋2O2 = CO2＋2H2O 正极反应式：_________________________________________； 负极反应式：_________________________________________。 （4）熔融碳酸盐(如：熔融K2CO3)环境下 电池总反应式：CH4＋2O2 = CO2＋2H2O 正极反应式：_________________________________________； 负极反应式：_________________________________________。 二、新型电解质 1、以NO 2、O2、熔融NaNO3组成的燃料电池装置如右图所示，在使用过程中石墨Ⅰ电极反应生成一种氧化物Y，其电极反应为； 石墨Ⅱ其电极反应为。 2、O2辅助的Al—CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大，能有效利用CO2，电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。 电池的负极反应式：。

甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式

甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式 一、引言 甲烷熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）是一种高效率、低排放的能源转换设备，其电极反应式是整个电池工作中至关重要的一部分。本文将从深度和广度两个方面对甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式展开全面评估，并撰写有价值的文章。 二、基础知识 1. 甲烷熔融碳酸盐燃料电池 甲烷熔融碳酸盐燃料电池是一种以碳酸盐为固态电解质，以甲烷与二氧化碳为气体燃料，氧气为氧化剂进行电化学反应的能源转换装置，其主要反应包括燃烧反应和电化学反应两部分。 2. 电极反应式 电极是甲烷熔融碳酸盐燃料电池中的重要组成部分，电极反应式是指在电极上发生的与电流流过电极的过程中同时进行的化学反应。对于MCFC电极反应式的深入研究，可以帮助我们更好地了解电池的工作原理和性能特点。 三、电极反应式的研究现状 目前关于MCFC电极反应式的研究主要集中在提高反应速率、降低电极极化、延长电极寿命等方面。研究发现，电极材料的选择、催化剂

的设计以及反应条件的优化都对电极反应式有着重要的影响。 四、MCFC电极反应式的探讨 1. 甲烷氧化反应 在MCFC的阳极电极上，甲烷氧化反应是一个关键的过程。甲烷通过内部反应转化为一氧化碳和氢气，然后再与碳酸盐离子发生电化学氧化反应。这一过程中，催化剂的设计和反应温度的控制对甲烷氧化反应的效率有着重要的影响。 2. 氧还原反应 在MCFC的阴极电极上，氧还原反应是一个关键的过程。电极对氧气的吸附和还原过程影响着整个电池的性能。目前，研究人员通过设计高效的氧还原催化剂，提高氧还原反应的速率，并减少电极极化。 五、个人观点和理解 对于MCFC电极反应式的研究，我认为应该注重不仅是反应速率的提高和电极极化的降低，还应该关注电极材料的稳定性和寿命。利用先进的材料设计和制备技术，可以进一步优化MCFC电极反应式，提高电池的能量转换效率。 六、总结与展望 通过对甲烷熔融碳酸盐燃料电池电极反应式的深度评估，我们可以更好地理解MCFC的工作原理和优化方法。未来，随着材料科学和电化

常见的化学电源

常见的化学电源 原电池是一种将化学能转变为电能的装置，而化学电源则是一种实用的原电池。化学电源品种繁多，大体可分为三类： 1.一次电池 （1）锌锰电池—干电池该电池的负极材料是锌，正极材料是碳棒，电解质是MnO2、NH4Cl、ZnCl2组成的糊状物。其电极反应式为：负极：Zn-2e- == Zn2+正极：2 NH4++2e-=2NH3↑+H2↑ 产生的NH3和Zn2+作用：Zn2++4NH3= [ Zn(NH3)4]2+ 产生的H2和MnO2作用：H2+2MnO2= Mn2O3+H2O 总反应式为：2Zn+4MnO2+4NH4Cl== [Zn(NH3)4]Cl2+ ZnCl2+2Mn2O3+2H2O Zn+2MnO2+2 NH4Cl== Zn(NH3)2Cl2+ 2MnO(OH) 或Zn+2 NH4+= Zn2++2NH3↑+H2↑电池中MnO2的作用是将正极上NH4+还原生成的H2氧化成为水，以免产生H2附在石墨表面而增加电池内阻。由于反应中锌筒不断消耗变薄，且有液态水生成，故电池用久后会变软。 （2）银锌电池—钮扣电池该电池使用寿命较长，广泛用于电子表和电子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn，电解质为KOH溶液。其电极反应式为：负极：Zn+2OH--2e- == ZnO+H2O 正极：Ag2O+H2O+2e-==2Ag+2OH-总反应式为：Zn+ Ag2O== ZnO+2Ag （3）高能电池—锂电池该电池是20世纪70年代研制出的一种高能电池。由于锂的相对原子质量很小，所以比容量（单位质量电极材料所能转换的电量）特别大，使用寿命长，适用于动物体内（如心脏起搏器）。因锂的化学性质很活泼，所以其电解质溶液应为非水溶剂。如作心脏起搏器的锂—碘电池的电极反应式为：负极：2Li-2e- ==2Li+正极：I2+2e-==2I-总反应式为：2Li+I2==2LiI （4）海水铝电池该电池是1991年我国首创以“铝-空气-海水”电池为能源的新型航海标志灯。这种灯以海水为电解质溶液，靠空气中氧气使铝不断氧化而产生电流，只要把灯放入海水中就能发出耀眼的闪光，其能量比干电池高20—50倍。其电极反应式为：负极：4Al-12e- ==4Al3+正极：3O2+6H2O+12e-==12OH-总反应式为：4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 2、蓄电池：可以多次反复使用，放电后可以充电复原，又称二次电池。 （1）铅蓄电池铅蓄电池是一种常见的可充电池，在工农业生产和日常生活中有广泛的应用。该电池以Pb和PbO2作电极材料，H2SO4作电解质溶液。其电极反应式为：负极：Pb+SO42--2e- = PbSO4正极：PbO2 +4H++ SO42-+2e- = PbSO4+2H2O总反应式为： （2）碱性镍—镉电池该电池以Cd和NiO(OH) 作电极材料，NaOH作电解质溶液。其电极反应式为：负极：Cd+2OH--2e- ==Cd(OH)2正极：2NiO(OH)+2H2O +2e-==2Ni(OH)2+2OH-总反应式为：从上述两种蓄电池的总反应式可看出，铅蓄电池在放电时除消耗电极材料外，同时还消耗电解质硫酸，使溶液中的自由移动的离子浓度减小，内阻增大，导电能力降低。而镍—镉电池在放电时只消耗水，电解质溶液中自由移动的离子浓度不会有明显变化，内阻几乎不变，导电能力几乎没有变化。 （3）（氢镍可充电池该电池是近年来开发出来的一种新型可充电池，可连续充、放电500次，可以取代会产生镉污染的镍—镉电池。其电极反应式为：负极：

熔融金属氧化物甲烷燃料电池电极反应

熔融金属氧化物甲烷燃料电池电极反应 【1. 引言】 熔融金属氧化物甲烷燃料电池（melted metal oxide methane fuel cell，MOMFC）是一种新型的高效清洁能源电池，近年来备受关注。它利用熔融的金属氧化物作为固体电解质，以甲烷为燃料，在高温下 进行电化学反应，产生电能的同时还能够直接转化为化学燃料。电池 的关键部分是电极，它直接影响着电池的性能和能量转化效率。对熔 融金属氧化物甲烷燃料电池电极反应进行深度和广度兼具的研究与探讨，对于提高电池的稳定性、催化活性和能效具有重要意义。 【2. 电极反应的基本原理】 熔融金属氧化物甲烷燃料电池的电极反应包括氧还原反应（ORR）和 甲烷氧化反应（MOR）。在氧化电极上，ORR将氧气还原为氧化物，是电池正极的反应；在还原电极上，MOR将甲烷氧化为二氧化碳和水，是电池负极的反应。这两个电极反应的催化活性和转化效率直接决定 了整个电池的性能。提高氧还原反应和甲烷氧化反应的活性成为了目 前研究的热点和难点。 【3. 电极材料的选择】

在研究熔融金属氧化物甲烷燃料电池电极反应时，选择合适的电极材料至关重要。金属氧化物、贵金属和含铁氧化物等材料被广泛应用于氧化电极和还原电极。这些材料具有优异的导电性和催化性能，能够有效地降低电极反应的活化能和提高反应速率。还有一些新型纳米材料，如碳纳米管、氧化石墨烯等，被引入到电极材料中，以增强其导电性和表面活性。 【4. 电极反应的动力学研究】 电极反应的动力学研究是理解和优化电极反应活性的重要手段。它可以通过实验和理论模拟的方法，揭示电极反应在不同温度、压力和流速下的动态变化规律。动力学研究不仅可以定量评价电极材料的催化性能，还可以为优化电极结构和改进电池工艺提供科学依据。 【5. 电极反应的机理探讨】 对电极反应的机理进行深入探讨，有助于揭示催化作用的本质和反应过程的细节。通过表面分析、原位光谱和计算模型等手段，可以研究电极表面的活性位点分布、吸附解吸动力学和反应中间体生成机制。这对于设计和合成更高效的电极材料具有重要指导意义。 【6. 结语】

燃料电池电极反应式的书写

燃料电池电极反应式的书写 燃料电池电极反应式的书写是中学化学教学的难点，也是高考化学的常考考点之一，在书写时学生往往易错。参加北大附中课堂教学培训，感悟最深的是桑老师对燃料电池电极反应式的复习的处理，其复习教学设计如下： 一、首先分清原电池的正、负极均为惰性电极，电极均不参与反应。 二、正极发生还原反应，通入的气体一般是氧气，氧气得到电子首先变为氧离子，根据电解质的不同，其负极电极反应式书写分以下几种情况： （1）在酸性溶液中生成的氧离子与氢离子结合生成水，其电极反应式为： O2 + 4e- + H+== 4H2O （2）在碱性溶液中,氧离子与氢氧根离子不能结合,只能与水结合生成氢氧根离子,其电极反应式为： O2 + 4e -+ 2H2O== 4OH- （3）在熔融碳酸盐中,氧离子与碳酸根离子不能结合，只能与二氧化碳结合生成碳酸根离子，其电极反应式为：O2+2CO2-+4e-==2 CO32-（4）在熔融氧化物介质中，氧气得到电子转化为氧离子,其电极反应式为： O2 + 4e- == 2O2- 三、负极发生氧化反应,负极生成的离子一般与正极产场结合，有以下几种情况： (1)若负极通入的气体是氢气,则 ①酸性液中 H2 - 2e- == 2H+

②碱性溶液中 H2 - 2e- + 2OH- == 2H2O ③熔融氧化物中 H2 - 2e- + O2- == H2O (2) 若负极通入的气体为含碳的化合物CO、CH4、CH3OH等,碳元素均转化为正四价碳的化合物、在酸性溶液中生成二氧化物气体、在碱性溶液中生成碳酸根离子,熔融碳酸盐中生成二氧化碳，熔融氧化物中生成碳酸根离子。含有氢元素的化合物最终都有水生成。 如CH3OH燃料电池： 酸性溶液中负极反应式为:：CH3OH - 6e- + H2O == CO2↑ + 6H+碱性溶浚中负极反应式为：CH3OH - 8e- + 10OH- == CO32-+ 7H2O 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 +2H2O + 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+

乙醇燃料电池四种环境方程式书写

乙醇燃料电池四种环境方程式书写 法一：常用方法 电极：惰性电极;燃料包含：h2;烃如：ch4;醇如：c2h5oh等。 电解质涵盖：①酸性电解质溶液例如：h2so4溶液;②碱性电解质溶液例如：naoh溶液;③熔融氧化物例如：y2o3;④熔融碳酸盐例如：k2co3等。本文源自化学自习室! 第一步：写出电池总反应式 燃料电池的总反应与燃料的冷却反应一致，若产物能够和电解质反应则总反应为碘苯后的反应。本文源自化学自习室! 如氢氧燃料电池的总反应为：2h2+o2=2h2o;甲烷燃料电池(电解质溶液为naoh溶液)的反应为： ch4+2o2=co2+2h2o① co2+2naoh=na2co3+h2o② ch4+2o2+2naoh=na2co3+3h2o 本文源自化学自习室! 本文来自化学自习室! 根据燃料电池的特点，通常在负极上出现还原成反应的物质都就是o2，随着电解质溶液的相同，其电极反应有所不同，其实，我们只要记诵以下四种情况： (1)酸性电解质溶液环境下电极反应式： o2+4h++4e-=2h2o (2)碱性电解质溶液环境下电极反应式： o2+2h2o+4e-=4oh- (3)固体电解质(高温下能传导o2-)环境下电极反应式： o2+4e-=o2- (4)熔融碳酸盐(如：熔融k2co3)环境下电极反应式： o2+2co2+4e-=2co32- 。 第三步：根据电池总反应式和正极反应式写出电池的负极反应式

电池的总反应和正、负极反应之间存有如下关系：电池的总反应式=电池负极反应式+电池负极反应式 故根据第一、二步写出的反应，有：电池的总反应式-电池正极反应式=电池负极反应式，注意在将两个反应式相减时，要约去正极的反应物o2。 1、酸性条件 燃料电池总反应：ch4+2o2=co2+2h2o① 燃料电池负极反应：o2+4h++4e-=2h2o② ch4-8e-+2h2o=co2+8h+ 2、碱性条件 ch4++2naoh=na2co3+3h2o① o2+2h2o+4e-=4oh-② ch4+10oh--8e-=co +7h2o 3、液态电解质(高温下会传导o2-) 本文源自化学自习室! 燃料电池总反应：ch4+2o2=co2+2h2o① 燃料电池负极反应：o2+4e-=2o2-② ch4+o2--8e-=co2+2h2o 4，熔融碳酸盐(例如：熔融k2co3)环境下本文源自化学自习室! 电池总反应：ch4+2o2=co2+2h2o。 负极电极反应式：o2+2co2+4e-=2co32- 。本文源自化学自习室! 电池总反应-正极电极反应式得负极反应式： ch4+4co32- -8e-=5co2+2h2o 法二：“碳氢归属法”和“电荷守恒法” 碳氢归属于法 根据碳氢元素的归属配平反应式：碳变成二氧化碳或是碳酸盐，氢变成水或氢离子或是氢氧根，还要考虑产物是否与电解质溶液反应。

甲烷空气燃料电池电极反应式

甲烷空气燃料电池电极反应式 甲烷空气燃料电池是一种基于化学反应的能源转换技术，它将甲烷和空气中的氧气通过电化学反应转化为电能和水。该技术具有高效、环保、低排放等优点，被广泛应用于汽车、发电等领域。 一、甲烷空气燃料电池的原理 甲烷空气燃料电池是一种通过化学反应将化学能转化为电能的装置。其基本原理是利用两个不同催化剂分别在阳极和阴极上催化甲烷和氧气的还原和氧化反应，产生质子和电子，从而驱动外部负载的工作。 二、甲烷空气燃料电池的结构 甲烷空气燃料电池主要由阳极、阴极、电解质膜和集流板等组成。其中阳极催化剂通常采用铂或其合金，阴极催化剂通常采用钴或铁等金属。电解质膜采用聚合物材料，可以有效地隔离阳极和阴极，并传递质子。 三、甲烷空气燃料电池的电极反应式 甲烷空气燃料电池的电极反应式可以分为阳极和阴极两个部分。具体

如下： 1. 阳极反应式 CH4 + 2H2O → CO2 + 8H+ + 8e- 甲烷在阳极上被氧化成二氧化碳和水，并释放出质子和电子。 2. 阴极反应式 O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O 氧气在阴极上被还原成水，并吸收质子和电子。 综合两个反应式，得到整个甲烷空气燃料电池的反应式： CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O 四、甲烷空气燃料电池的优点和局限性 甲烷空气燃料电池具有以下优点： 1. 高效：与传统发动机相比，甲烷空气燃料电池具有更高的能量转换

效率，可以将更多的化学能转化为电能。 2. 环保：甲烷空气燃料电池产生的废物只有水和二氧化碳，不会对环境造成污染。 3. 低排放：甲烷空气燃料电池的排放量远远低于传统发动机，可以有效地减少大气污染物的排放。 但是，甲烷空气燃料电池也存在一些局限性： 1. 催化剂成本高：甲烷空气燃料电池需要采用贵金属催化剂，成本较高。 2. 质子传递难度大：由于质子传递速度较慢，甲烷空气燃料电池的功率密度较低。 3. 稳定性差：甲烷空气燃料电池在高温和高湿度环境下容易出现腐蚀和失活等问题，稳定性较差。 五、总结 甲烷空气燃料电池是一种具有广泛应用前景的新型能源转换技术。它具有高效、环保、低排放等优点，但也存在催化剂成本高、质子传递