氫燃料電池綠色環(huán)保材料,氫燃料電池綠色環(huán)保材料有哪些
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氫燃料電池正極用的材料是?
正負(fù)極一般都采用石墨。
氫燃料電池是使用氫這種化學(xué)元素,制造成儲(chǔ)存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應(yīng),把氫和氧分別供給陽(yáng)極和陰極,氫通過(guò)陽(yáng)極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后,放出電子通過(guò)外部的負(fù)載到達(dá)陰極。
氫燃料電池需要什么材料?
氫燃料電池制造原理:
由硼酸與甲醇反應(yīng)得到硼酸甲酯。用硫酸脫醇,經(jīng)精餾后得較純的硼酸甲酯,在放入金屬鈉的石蠟油中通入氫氣制得氫化鈉,然后與硼酸鉀酯反應(yīng),冷卻至100℃以下離心分離,濾餅在50℃以下水解,離心分離,水解液靜置分層,下層水解液即為硼氫化鈉堿性溶液。 用該溶液存儲(chǔ)于催化水解生氫反應(yīng)裝置,采用固態(tài)供料方式,儲(chǔ)存時(shí)固體與水分開,防止了硼氫化納在水溶液中的自水解反應(yīng)發(fā)生。由于反應(yīng)體系中不加入穩(wěn)定劑,硼氫化鈉的配比量增加,生氫量提高。由自水解反應(yīng)氫氣燃燒的能量發(fā)電,驅(qū)動(dòng)汽車運(yùn)動(dòng)。
由上可知,制備氫燃料電池的最重要原料是硼酸。
氫燃料電池需要電解液?jiǎn)幔?/h3>
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(yīng),把氫和氧分別供給陽(yáng)極和陰極,氫通過(guò)陽(yáng)極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后,放出電子通過(guò)外部的負(fù)載到達(dá)陰極。
氫燃料電池嚴(yán)格地說(shuō)是一種發(fā)電裝置,像發(fā)電廠一樣,是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)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(yáng)極和陰級(jí)。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(dǎo)反應(yīng)氣體等作用。
燃料電池是利用水的電解的逆反應(yīng)的"發(fā)電機(jī)"。它由正極、負(fù)極和夾在正負(fù)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(shí)向負(fù)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(fù)極分解成正離子H+和電子e-。當(dāng)氫離子進(jìn)入電解液中,而電子就沿外部電路移向正極。用電的負(fù)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(dá)正極上的電子形成水。這正是水的電解反應(yīng)的逆過(guò)程。此過(guò)程水可以得到重復(fù)利用,發(fā)電原理與可夜間使用的太陽(yáng)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(qiáng)的催化活性,如鉑電極、活性碳電極等。
利用這個(gè)原理,燃料電池便可在工作時(shí)源源不斷地向外部輸電,所以也可稱它為一種"發(fā)電機(jī)"。
一般來(lái)講,書寫燃料電池的化學(xué)反應(yīng)方程式,需要高度注意電解質(zhì)的酸堿性。在正、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)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(fù)極反應(yīng)式為:2H2-4e-==4H+正極反應(yīng)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(fù)極反應(yīng)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(fù)極反應(yīng)式為:2H2-4eˉ=4H+(陽(yáng)離子),正極為:O2+4eˉ+4H+=2H2O
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