发布网友 发布时间:2024-09-30 21:31
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热心网友 时间:2024-11-23 01:55
燃料电池是一种独特类型的化学电源,它将化学反应释放的能量直接转换为电能,不同于普通的锰干电池和铅蓄电池。其工作原理是通过连续提供燃料(如氢气)和氧化剂(如氧气)进行反应。燃料电池的基本构造包括正极、负极和电解质板,电解质板可以是电解质渗入多孔板或固体电解质。
在工作过程中,负极供应氢气,氢气分解成正离子和电子,正离子进入电解液,电子则沿电路流向正极。负载则连接在外部电路。在正极,氧气与氢离子结合生成水,这与电解水的逆过程相似,因此燃料电池可以持续发电,被誉为“小型发电机”。
燃料电池的化学反应方程式取决于电解质的酸碱性。例如,在酸性溶液中,氢-氧燃料电池的负极反应为2H2-4e-==4H+,正极为O2 + 4H+ +4eˉ== 2H2O;而在碱性溶液中,反应式则为2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20 和 O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ。记忆这些反应的关键在于理解电解质环境对电极反应的影响。
氢氧燃料电池特别之处在于它使用氢气和氧气作为燃料,通过燃烧反应将化学能转化为电能。这种电池在工作时,氢气和氧气在电极上发生反应,生成水并伴随电能的产生,实现了高效且清洁的能量转换。
燃料电池是很有发展前途的新的动力电源,一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料,作为负极,用空气中的氧作为正极.和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在入的,因而电池容量取决于贮存的活性物质的量;而燃料电池的活性物质(燃料和氧化剂)是在反应的同时源源不断地输入的,因此,这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不用充电等优点,但由于成本高,系统比较复杂,仅限于一些特殊用途,如飞船、潜艇、军事、电视中转站、灯塔和浮标等方面。