氫燃料中最環(huán)保的元素是,氫燃料中最環(huán)保的元素是什么
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氫燃料電池需要電解液嗎?
燃料電池是利用水的電解的逆反應的"發(fā)電機"。它由正極、負極和夾在正負極中間的電解質(zhì)板所組成。最初,電解質(zhì)板是利用電解質(zhì)滲入多孔的板而形成,2013年正發(fā)展為直接使用固體的電解質(zhì)。
工作時向負極供給燃料(氫),向正極供給氧化劑(空氣,起作用的成分為氧氣)。氫在負極分解成正離子H+和電子e-。當氫離子進入電解液中,而電子就沿外部電路移向正極。用電的負載就接在外部電路中。在正極上,空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達正極上的電子形成水。這正是水的電解反應的逆過程。此過程水可以得到重復利用,發(fā)電原理與可夜間使用的太陽能電池有異曲同工之妙。
燃料電池的電極材料一般為惰性電極,具有很強的催化活性,如鉑電極、活性碳電極等。
利用這個原理,燃料電池便可在工作時源源不斷地向外部輸電,所以也可稱它為一種"發(fā)電機"。
一般來講,書寫燃料電池的化學反應方程式,需要高度注意電解質(zhì)的酸堿性。在正、負極上發(fā)生的電極反應不是孤立的,它往往與電解質(zhì)溶液緊密聯(lián)系。如氫—氧燃料電池有酸式和堿式兩種,在酸溶液中負極反應式為:2H2-4e-==4H+正極反應式為:O2+4H++4eˉ==2H2O;如是在堿溶液中,則不可能有H+出現(xiàn),在酸溶液中,也不可能出現(xiàn)OHˉ。
若電解質(zhì)溶液是堿、鹽溶液則負極反應式為:2H2+4OHˉ-4eˉ==4H20正極為:O2+2H2O+4eˉ==4OHˉ
若電解質(zhì)溶液是酸溶液則負極反應式為:2H2-4eˉ=4H+(陽離子),正極為:O2+4eˉ+4H+=2H2O
要
氫燃料電池是使用氫這種化學元素,制造成儲存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應,把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應后,放出電子通過外部的負載到達陰極。
電池含有陰陽兩個電極,分別充滿電解液,而兩個電極間則為具有滲透性的薄膜所構(gòu)成。氫氣由燃料電池的陽極進入,氧氣(或空氣)則由陰極進入燃料電池。經(jīng)由催化劑的作用,使得陽極的氫分子分解成兩個質(zhì)子與兩個電子,其中質(zhì)子被氧‘吸引’到薄膜的另一邊,電子則經(jīng)由外電路形成電流后,到達陰極。
氫燃料電池不需要電解液。需要的是氧化劑和還原劑。
1.氫燃料電池的工作原理
氫能源燃料電池的基本原理是電解水的逆反應,把氫和氧分別供給陽極和陰極,氫通過陽極向外擴散和電解質(zhì)發(fā)生反應后,放出電子通過外部的負載到達陰極。
氫燃料電池嚴格地說是一種發(fā)電裝置,像發(fā)電廠一樣,是把化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學發(fā)電裝置。
2.氫燃料電池結(jié)構(gòu)
氫燃料電池的主要結(jié)構(gòu)包括電極、隔膜與集電器等。電極和一般電池一樣,也分為陽極和陰級。隔膜的主要作用是把氧化劑和還原劑隔開。集電器主要起到收集電流和疏導反應氣體等作用。
氫能源電池需要的金屬元素?
鉑金。含有鉑的催化劑是氫燃料電池最優(yōu)的催化劑,可以更有效促進發(fā)電。但是鉑,也就是大家最熟悉的白金,全球的總儲量只有1.4萬噸,如今在市面的價格一克400元左右。
在5年前的技術(shù)狀態(tài)下,這家企業(yè)生產(chǎn)一臺100kW的燃料電池需要用到100多克鉑金,也就是僅這一項成本就要40000多元,而隨著他們的不斷攻關(guān)和技術(shù)進步,現(xiàn)在生產(chǎn)一臺相同功率的燃料電池所用鉑金減少到了25克,只需要10000元就可以了。
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