乙醇燃料电池电极反应式是什么?
乙醇燃料电池反应
乙醇燃料电池,酸作电解质
总反应:C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O
正:3O2+12H++12e-= 6H2O
负:C2H5OH+ 3H2O - 12e-=2CO2+ 12H+
乙醇燃料电池,碱溶作电解质
总反应:C2H5OH+3O2+4KOH=2K2CO3+5H2O
负极:C2H5OH+16OH--12e-=2CO32-+11H2O
正极:3O2+12e-+6H2O=12OH-
乙醇电氧化催化剂
Pt 催化剂对乙醇的催化效果存在尺寸效应和结构效应。Pt 纳米粒子越小,比表面积越大,催化剂活性也越大。但研究发现,粒子小到一定程度时并不能继续提高催化剂的活性。因此,不同结构、尺寸的催化剂材料对于乙醇的催化效果有很大不同。
催化剂的改进除了围绕Pt 基催化剂设计外,寻找替代Pt 作为乙醇催化氧化的催化剂的研究也在不断深入。Pd 储藏量较Pt 丰富,且因在碱性溶液中,Pd 基催化剂性能优于Pt 基催化剂[26-27],因此除了Pt基催化剂之外,Pd 基催化剂的研究也是一大热门。
以上内容参考 百度百科-乙醇燃料电池
在酸性条件下:
总反应:CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
正极:2O2 + 8H+ + 8e- = 4H2O
负极:CH4 + 2H2O -8e-=CO2 + 8H+
在碱性条件下:
总反应:CH4 + 2O2 = 2CO2 + 4H2O
正极:4H2O + 2O2 + 8e- = 8OH-
负极:CH4 + 8OH- - 8e- = CO2 + 6H2O
燃料电池注意事项:
燃料电池是一个电池本体与燃料箱组合而成的动力机制。燃料的选择性非常高,包括纯氢气(H2)、甲醇(CH3OH)、乙醇(CH3CH2OH)、天然气甚至于运用最广泛的汽油,都可以作为燃料电池的燃料。这是目前其他所有动力来源无法做到的。而以燃料电池做为汽车的动力,已被公认是廿一世纪必然的趋势。
燃料电池则是以具有可燃性的燃料与氧反应产生电力,通常可燃性燃料如瓦斯、汽油、甲烷(CH4)、乙醇(酒精)、氢等这些可燃性物质都要经过燃烧加热水使水沸腾,而使水蒸气推动涡轮发电,以这种转换方式大部分的能量通常都转为无用的热能。
乙醇燃料电池,KOH作电解质。
总反应:zhiC2H5OH+3O2+4KOH=2K2CO3+5H2O
负极:C2H5OH+16OH(-)-12e(-)=2CO3(2-)+11H2O
正极:O2+4e(-)+2H2O=4OH(-)
扩展资料:
氢氧化钾,是一种常见的无机碱,化学式为KOH,分子量为56.1,常温下为白色粉末或片状固体。
性质与氢氧化钠相似,具强碱性及腐蚀性,0.1 mol/L溶液的pH为13.5。极易吸收空气中水分而潮解,吸收二氧化碳而成碳酸钾。
溶于约0.6份热水、0.9份冷水、3份乙醇、2.5份甘油,微溶于醚。当溶解于水、醇或用酸处理时产生大量热量。
醇燃料电池,KOH作电解质 。
总反应:C₂H₅OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+5H₂O
负极:C₂H₅OH+16OH(-)-12e(-)=2CO₃(2-)+11H₂O
正极:O₂+4e(-)+2H₂O=4OH(-)
乙醇燃料电池,酸作电解质:
正:O₂ + 4H+ + 4e = 2H₂O
负:C₂H₆O + 3H₂O - 12e = 2CO₂ + 12H+
乙醇燃料电池由于是一种可再生能源开始引起人们的研究兴趣。然而,乙醇燃料电池多以含有二氧化物作为氧气的来源,故碱性不断的下降,进而使得电池无法完全正常的运转,甚至根本无法运转。
扩展资料:
乙醇燃料电池---直接乙醇燃料电池(DEFC)由于乙醇的天然存在性、无毒,是一种可再生能源开始引起人们的研究兴趣。然而,乙醇燃料电池多以含有CO₂的空气作为氧气的来源,故碱性不断的下降,进而使得电池无法完全正常的运转,甚至根本无法运转。
Pt 催化剂对乙醇的催化效果存在尺寸效应和结构效应。Pt 纳米粒子越小,比表面积越大,催化剂活性也越大。
粒子小到一定程度时并不能继续提高催化剂的活性。因此,不同结构、尺寸的催化剂材料对于乙醇的催化效果有很大不同。
参考资料来源:百度百科——乙醇燃料电池
乙醇燃料电池在不同环境下电极反应式如下:
1、乙醇燃料电池,酸作电解质:
总反应:C₂H5OH+3O₂=2CO₂+3H2O
正极:3O₂+12H++12e-= 6H₂O
负极:C₂H5OH+ 3H₂O - 12e-=2CO₂+ 12H+
2、乙醇燃料电池,碱溶作电解质:
总反应:C₂H₅OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+5H₂O
负极:C₂H₅OH+16OH--12e-=2CO₃2-+11H₂O
正极:3O₂+12e-+6H₂O=12OH-
3、乙醇燃料电池,KOH作电解质:
总反应:C₂H₅OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+5H₂O
负极:C₂H₅OH+16OH(-)-12e(-)=2CO₃(2-)+11H₂O
正极:O₂+4e(-)+2H₂O=4OH(-)
扩展资料碱性乙醇燃料电池的优势
1.易储存,易推广:气体燃料电池的燃料相比,乙醇是液体的,易储存,尤其是无需在现有的公路交通体系下“另起炉灶”——建设耗资巨大的气体燃料补给站(加气站),只要在现有的加油站的基础上,稍加改动即可完成产业化的目标。
2.乙醇燃料工业生产技术完善,如可由煤炭加水制成,或由含有纤维素的“农业剩余废物”水解发酵得到。
3.乙醇(就是俗称的酒精),基本无毒,并且有特殊气味;所以一旦泄漏对生物和环境的危害很小,并且容易被发现。
参考资料来源:百度百科—乙醇燃料电池
乙醇燃料电池---直接乙醇燃料电池(DEFC)由于乙醇的天然存在性、无毒,是一种可再生能源开始引起人们的研究兴趣。然而,乙醇燃料电池目前多以含有CO2的空气作为氧气的来源,故碱性不断的下降,进而使得电池无法完全正常的运转,甚至根本无法运转。但与直接甲醇燃料电池和氢氧质子交换膜燃料电池相比,DEFC的功率密度很低,远不能达到工业应用的水平。虽然直接甲醇燃料电池中的甲醇渗透问题受到人们的关注而且已经进行了深入研究,但DEFC 中的乙醇渗透问题目前鲜有问津。在本论文中,系统研究了乙醇透过Nafion-115 电解质膜的渗透率,并与相应的甲醇的渗透率进行了比较。与此同时,研究比较了它们对PtRu 为阳极催化剂的直接醇类燃料电池性能的影响。进一步研究了膜电极集合体(Membrane Electrode Assembly, MEA)制备方法对DEFC 性能的影响。而且采用半电池和单池评价技术研究了乙醇在碳载PtSn催化剂上的电氧化机理。此外,对以乙醇为燃料的质子交换膜燃料电池(PEMFC)操作体系进行了有效能分析(ExergyAnalysis)。 实验结果表明与相同浓度的甲醇水溶液相比,透过Nafion膜的乙醇的渗透率低于甲醇的渗透率。由于乙醇渗透率小而且乙醇在Pt/C 催化剂上的电氧化活性低使得乙醇渗透对直接醇类燃料电池的阴极性能影响小。但是,乙醇对电解质膜的溶胀能力强,造成了电池性能衰减和失活,这是DEFC 研究的一个重要技术难题。 MEA 制备方法对乙醇渗透、DEFC 的开路电压和电池性能都有明显的影响。尽管与传统电极制备方法相比,薄层转压技术的多步骤操作过程对阳极PtRu 催化剂的表面组成和阴极Pt 催化剂的粒径分布都有明显的影响,但由于其制备的MEA 催化层薄而且催化剂与电解质膜之间接触好而使之具有较好的DEFC 性能。 从Pt/C 和PtSn/C 分别为DEFC 阳极催化剂的单池恒电流放电产物分布以及电化学表征结果可以看出,锡能够明显提高铂对乙醇的电催化活性,它能使乙醇比在Pt 上更低的电位下氧化生成乙酸,但是,乙醇氧化的产物仍然主要是含C-C 的化合物,C-C 键的断裂仍是其核心问题。根据单池放电产物的分布结果提出了乙醇在PtSn/C 催化剂上电氧化的可能机理。 1.易储存,易推广:与H2、CO、CH3等气体燃料电池的燃料相比,乙醇是液体的,易储存,尤其是无需在现有的公路交通体系下“另起炉灶”——建设耗资巨大的气体燃料补给站(加气站),只要在现有的加油站的基础上,稍加改动即可完成产业化的目标。
2.乙醇燃料工业生产技术完善,如可由煤炭加水制成,或由含有纤维素的“农业剩余废物”水解发酵得到。
3.乙醇(就是俗称的酒精),基本无毒,并且有特殊气味;所以一旦泄漏对生物和环境的危害很小,并且容易被发现。
然后,我们看看其机理和目前存在的问题:总结了一下研究者提出的可能机理,我认为有可能将乙醇完全反应为CO2和H2O:
CH3CH2OH + H20一CH3COOH+4H+ + e (1)
CH3CH2OH~CH3CHO +2H++2e(2)
Pt + H2O一Pt-OHads + H + +e- ( 3 )
CH3CHO +Pt-OHads一CH3COOH+H十+e -+_Pt (4)
Pt + CH3CH0—Pt-(CO-CH3 )ads+H十+e- (5)
Pt + Pt一(CO-CH3 )a。一Pt一(CO)ad, + Pt一(CH)ads (6)
2Pt+H2O—Pt-O Hate十Pt-H,d, (7)
Pt一(CH3)a&+Pt-Had一CH4+2 Pt (8)
Pt--(CH3)ads+Pt--OHads—2Pt+CH3OH(9)
Pt+CH3OH—Pt-(CHOH)+H+e-(10)
Pt-(CHOH)+Pt-OHads—CHO+H2O+2Pt(11)
Pt+CHO—Pt-(CO)ads+H+e(12)
Pt一(CO)aas+Pt-OHad一CO2+2 Pt+H十+e- (13)
但是,由于很多的步骤多有H+和CO2的生成,所以消耗了OH-,然而“关键的步骤”有需要Pt-OHads充分的存在才能进行,因此,若要让乙醇充分完全的反应,则必须保持OH-离子的充分过量(甚至是过饱和)才行。
。。。 1.用纯的O2,或是现制的O2。
2.对碱性的溶液进行定期的更新,或使用化学的药剂“激活”。
3.不使用时,阻断空气,延长使用的时间。
乙醇燃料电池,KOH作电解质
总反应:C₂H₅OH+3O₂+4KOH=2K₂CO₃+5H₂O
负极:C₂H₅OH+16OH⁻-12e⁻=2CO₃²⁻+11H₂O
正极:O₂+4e⁻+2H₂O=4OH⁻
乙醇燃料电池,酸作电解质
总反应: C₂H₅OH+3O₂=2CO₂+3H₂O
正:O₂ + 4H⁺+ 4e⁻ = 2H₂O
负:C₂H₆O + 3H₂O - 12e⁻ = 2CO₂ + 12H⁺
燃料电池是一种电化学的发电装置,等温的按电化学方式,直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程,不受卡诺循环限制,因而能量转化效率高,且无噪音,无污染,正在成为理想的能源利用方式。
扩展资料:
燃料电池其原理是一种电化学装置,其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部,因此,限制了电池容量。
而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时,燃料和氧化剂由外部供给,进行反应。原则上只要反应物不断输入,反应产物不断排除,燃料电池就能连续地发电。
磷酸燃料电池的基本组成和反应原理是:燃料气体或城市煤气添加水蒸气后送到改质器,把燃料转化成H₂、CO和水蒸气的混合物,CO和水进一步在移位反应器中经触媒剂转化成H₂和CO₂。
经过如此处理后的燃料气体进入燃料堆的负极(燃料极),同时将氧输送到燃料堆的正极(空气极)进行化学反应,借助触媒剂的作用迅速产生电能和热能。
参考资料来源:百度百科——燃料电池
是原电池的话,可以看成是一个氧化还原反应
燃料电池对应的这个氧化还原反应就是乙醇燃烧
C2H6O + 3O2 == 2CO2 + 3H2O
反应中失去电子的还原剂就是乙醇,所以即使变形成电池的形式,也一定是乙醇失去电子