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课件网) 第一节 原电池 第3课时 常见化学电源(二)———形形色色的燃料电池 第四章 化学反应与电能 空间站太阳能电池板 [学习目标] 1.了解常见的氢氧燃料电池的种类，能正确书写电极反应式(重点)。 2.了解气体燃料电池的工作原理(难点)。 化学 必修第一册 人民教育-出卷网- 化学 必修第二册 人民教育-出卷网- 新课导入 电解水可得到氢气和氧气，依据能量守恒推测：氢气与氧气反应 由化学能转化为电能的过程也可能实现。这一过程能否实现呢 是怎样发生的呢 视频导学 一、常见氢氧燃料电池的种类及工作原理 1.燃料电池的概念 一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电能的化学电源。 2.燃料电池的特点 (1)工作时，燃料和氧化剂连续地由外部供给并在电极上进行反应， 生成物不断地被排出。 (2)能量转换率高(>80%)，排放的废弃物少。 工作原理 (1)电极:所用电极一般为惰性电极。 负极:H2、烃、甲醇、肼均可作燃料, 失电子发生氧化反应; 正极:空气或O2作氧化剂得到电子; 电子沿导线连续不断地把燃料和氧化剂中的化学能转化为电能。 (2)电解质:所用电解质为酸、碱、熔融氧化物、熔融盐、 由于燃料和氧化剂连续地由外部供给并在电极上进行反应， 生成物不断地被排出，因此可以实现连续供电。 介质 电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O 酸性 负极 正极 中性 负极 正极 碱性 负极 正极 2H2 - 4e－ = 4H+ O2 + 4H+ + 4e－= 2H2O 2H2 - 4e－ = 4H+ O2 + 2H2O + 4e－ = 4OH－ 2H2 +4OH－- 4e－ = 4H2O O2 + 2H2O + 4e－ = 4OH－ 1、氢氧燃料电池 2、甲烷-氧气燃料电池 该电池用金属铂片插入酸性溶液中作电极， 两极上分别通甲烷和氧气 负极 CH4 + 2H2O - 8e- ＝ CO2 + 8H+ 正极 O2 + 4H+ + 4e- ＝ 2H2O 总反应式 CH4 + 2O2 ＝ CO2 + 2H2O 2、甲烷-氧气燃料电池 该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极， 两极上分别通甲烷和氧气 总反应式 CH4 + 2O2 + 2KOH ＝ K2CO3 + 3H2O 正极 O2 + 2H2O + 4e- ＝ 4OH- 负极 CH4 + 10OH- - 8e- ＝ CO32- + 7H2O 2、甲烷-氧气燃料电池 该电池用金属铂片插入固体电解质中作电极，两极上分别通甲烷和氧气 负极 CH4 + 4O2- - 8e- ＝ CO2 + 2H2O 正极 O2 + 4e- ＝ 2O2- 总反应式 CH4 + 2O2 ＝ CO2 + 2H2O 2、甲烷-氧气燃料电池 该电池用金属铂片插入熔融碳酸钾中作电极， 两极上分别通甲烷和氧气 负极 CH4 + 4CO32- - 8e-＝5CO2 + 2H2O 正极 O2 + 4e- + 2CO2 ＝ 2CO32- 总反应式 CH4 + 2O2 ＝ CO2 + 2H2O 3、氨气燃料电池 ①酸性条件 ②碱性或中性条件 ③高温无水固体电解质 2NH3 - 6e- ＝ N2 + 6H+ 负极 2NH3 - 6e- + 6OH- ＝ N2 + 6H2O 2NH3 -6e- + 3O2- ＝N2 + 3H2O 4、铝-空气-海水电池 1991年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产电流。 负极：4A1 - 12e- ＝ 4A13+ 正极：3O2 + 6H2O + 12e- ＝ 12OH- 电池总反应式为：4A1 + 3O2 + 6H2O ＝4A1(OH)3 这种海水电池比“干电池”的能量高20～50倍。 燃料电池电极反应式书写的方法 第一步：写出燃料电池反应的总反应式 与燃料的燃烧反应一致，若产物能和电解质反应，则总反应为加和后的反应。 第二步：写出电池的正极反应式 一般为氧气得电子，介质不同反应式不同，如： 酸性电解质溶液：O2＋4H＋＋4e－===2H2O； 碱性电解质溶液：O2＋2H2O＋4e－===4OH－； 固体电解质(高温下能传导O2－)：O2＋4e－===2O2－； 归纳总结 二、 常见有机物燃料电池、熔融氧化物(盐)燃料电池的种类及工作原理 燃料电池电极反应式书写的方法 第三步：根据总反应和正极反应式，写出负极反应式。 电池反应的总反应式－电池正极反应式＝电池负极反应式。因为O2不是负极反应物，因此两 ... ...
