燃料电池的类型及原理（常见的燃料电池）

原电池（二）一、燃料电池，我来为大家科普一下关于燃料电池的类型及原理?下面希望有你要的答案，我们一起来看看吧!

燃料电池的类型及原理

原电池（二）

一、燃料电池

1、氢氧燃料电池

电池总反应：2H2 O2 = 2H2O

电解质：酸性：负极：2H2 – 4e- = 4H

正极：O2 4H 4e- = 2H2O

中性：负极：2H2 – 4e- = 4H

正极：O2 2H2O 4e- = 4OH-

碱性：负极：2H2 4OH- – 4e- = 4H2O

正极：O2 2H2O 4e- = 4OH-

2、甲烷燃料电池

（1）电解质溶液为KOH溶液

总反应：CH4 2O2 2KOH = K2CO3 3H2O

负极：CH4 10OH- - 8e- = CO32- 3H2O

正极：O2 2H2O 4e- = 4OH-

（2）电解质溶液为H2SO4溶液

总反应：CH4 2O2 = CO2 2H2O

负极：CH4 2H2O - 8e- = CO2 8H

正极：O2 4H 4e- = 2H2O

（3）电解质为固体电解质（如固体氧化锆-氧化钇）

总反应：CH4 2O2 = CO2 2H2O

负极：CH4 4O2- - 8e- = CO2 2H2O

正极：O2 4e- = 2O2-

（4）电解质为熔融的K2CO3

总反应：CH4 2O2 = CO2 2H2O

负极：CH4 4CO32- - 8e- = 5CO2 2H2O

正极：O2 2CO2 4e- = 2CO32-

3、甲醇燃料电池

电解质为KOH溶液：

总反应：2CH3OH 3O2 4KOH = 2K2CO3 6H2O

负极：2CH3OH 16OH- - 12e- = 2CO32- 12H2O

正极：3O2 6H2O 12e- = 12OH-

4、肼燃料电池

电解质为KOH溶液：

总反应：N2H4 O2 = N2 2H2O

负极：N2H4 4OH- - 4e- = N2 4H2O

正极：O2 2H2O 4e- = 4OH-

二、燃料电池电极反应式的书写

1、燃料电池正极反应式的书写

因为燃料电池正极反应物一般是氧气，即正极都是氧化剂氧气得到电子的还原反应，故正极反应的基础都是：O2 4e- = 2O2-

（1）电解质溶液呈酸性（如稀硫酸溶液）

正极反应为：O2 4H 4e- = 2H2O

（2）电解质溶液呈中性或碱性（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液）

正极反应式为：O2 2H2O 4e- = 4OH-

（3）电解质为熔融的碳酸盐（如Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物）

正极反应式为：O2 2CO2 4e- = 2CO32-

（4）电解质为固体电解质（如固体氧化锆-氧化钇）

正极反应式为：O2 4e- = 2O2-

2、燃料电池负极反应式的书写

燃料电池负极的电极反应 = 燃料电池总反应 – 燃料电池正极的电极反应

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