Question

怎样写燃料电池的负极反应方程式

Answer 1

有机物做燃料电池的电极反应式的书写
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
CO3^2-
（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^-=
2O^2-
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：
若负极通入的气体为CH4、CH3OH、C2H5OH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：
酸性溶液负极：CH3OH
-
6e^-+
H2O
==
CO2↑
+
6H^+
碱性溶浚中负极：CH3OH
-
8e-
+
10OH^-
==
CO3^2-+
7H2O
甲醇燃料电池
甲醇燃料电池以铂为两极：
1、碱性电解质（KOH溶液为例）
总反应：2CH3OH
+
3O2
+4KOH
=
2K2CO3
+
6H2O
正极：3O2+12e^-+
6H20=12OH-
负极：CH3OH
-6e^-+8OH^-
=
CO3^2-
+
6H2O
2、
酸性电解质（H2SO4溶液为例）
总反应:
2CH3OH
+
3O2
=
2CO2
+
4H2O
正极：3O2+12e^-+12H^+=
6H2O
负极：2CH3OH-12e^-+2H2O
=
12H^++2CO2
3、中性电解质（NaCl溶液为例）
总反应:
2CH3OH
+
3O2
=
2CO2
+
4H2O
负极：2CH3OH
+
2H2O
-
12e^-
=
2CO2
+
12H^+
正极：3O2
+
12H^+
+
12e^-
=
6H2O
说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同
甲烷燃料电池
甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,
1、碱性电解质（KOH溶液为例）
总反应为：CH4
+
2KOH+
2O2=
K2CO3
+
3H2O。
负极：CH4
+
10
OH^-–
8e^-=
CO3^2-
+
7H2O
正极：O2
+
2H2O
+
4e^-=
4OH^-
2、酸性电解质（
H2SO4溶液为例）
总反应：CH4
+
2O2
=
CO2
+
2H2O
正极：2O2
+8e^-
+8H^+
=4H2O
负极：CH4
+2H2O-8e^-=CO2
+8H^+
3、中性电解质（NaCl溶液为例）
总反应：CH4
+
2O2
=
CO2
+
2H2O
正极：2O2
+8e^-
+4H2O=8OH^-
负极：CH4
+2H2O-8e^-=CO2
+8H^+说明：掌握了甲烷燃料电池的电极反应式，就掌握了其它气态烃燃料电池的电极反应式
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