新型燃料電池

㈠ 一種新型綠色電池燃料電池

答案：B 解析： 、CO、都能燃燒、放熱，所以可作燃料． 本題是一道信息給予題，考查同學們分析信息及理解的能力．由題所給信息知，燃燒電池是物質通過化反應，將化學能轉化為電能的裝置．氣體燃料放出的熱量越多，反應物質所蘊含的化學能就越多，轉化成的電能也就越多．

㈡ 新型燃料電池怎樣寫化學方程式及電極反應式

1、 做差法：用總反應方程式減去某一極方程式等於另一極電極方程式.如在氫氣作原料的酸性燃料電池中,總方程式為2H2+O2=2H2O 負極為2H2→4H++4e- 二者相減即得正極電極方程式O2+4H++4e-→2H2O 使用這種方法道理簡單,但應注意被減的方程式中物質的系數應與總方程式中系數相一致.
2、 直寫法：根據元素化合價的變化,確定得失電子,並依據電荷守恆和原子守恆最終配平電極方程式.如鹼性條件下的甲醇燃料電池,甲醇中C的化合價可認為為-2價,生成的CO32-中C為+4價,化合價變化了6,即1mol甲醇失6mole-.最後根據電荷和原子守恆,寫出其負極的電極方程式為
CH3OH+8OH-→CO32-+6H2O+6e- 此方法簡單易行,提倡使用.但特別要注意電池的酸鹼性環境的影響.
1、燃料電池總反應方程式的書寫
因為燃料電池發生電化學反應的最終產物與燃料燃燒的產物相同,可根據燃料燃燒反應寫出燃料電池的總反應方程式,但要注意燃料的種類.若是氫氧燃料電池,其電池總反應方程式不隨電解質的狀態和電解質溶液的酸鹼性變化而變化,即2H2+O2=2H2O.若燃料是含碳元素的可燃物,其電池總反應方程式就與電解質的狀態和電解質溶液的酸鹼性有關,如甲烷燃料電池在酸性電解質中生成CO2和H2O,即CH4+2O2=CO2+2H2O；在鹼性電解質中生成CO32-離子和H2O,即CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O.
2、燃料電池正極反應式的書寫
因為燃料電池正極反應物一律是氧氣,正極都是氧化劑氧氣得到電子的還原反應,所以可先寫出正極反應式,正極反應的本質都是O2得電子生成O2-離子,故正極反應式的基礎都是O2＋4e-=2O2-.正極產生O2-離子的存在形式與燃料電池的電解質的狀態和電解質溶液的酸鹼性有著密切的關系.這是非常重要的一步.現將與電解質有關的五種情況歸納如下.
⑴電解質為酸性電解質溶液（如稀硫酸）
在酸性環境中,O2-離子不能單獨存在,可供O2-離子結合的微粒有H+離子和H2O,O2-離子優先結合H+離子生成H2O.這樣,在酸性電解質溶液中,正極反應式為O2＋4H++4e-=2H2O.
⑵電解質為中性或鹼性電解質溶液（如氯化鈉溶液或氫氧化鈉溶液）
在中性或鹼性環境中,O2-離子也不能單獨存在,O2-離子只能結合H2O生成OH-離子,故在中性或鹼性電解質溶液中,正極反應式為O2＋2H2O +4e-=4OH-.
⑶電解質為熔融的碳酸鹽（如LiCO3和Na2CO3熔融鹽混和物）
在熔融的碳酸鹽環境中,O2-離子也不能單獨存在,O2-離子可結合CO2生成CO32-離子,則其正極反應式為O2＋2CO2 +4e-=2CO32-.
⑷電解質為固體電解質（如固體氧化鋯—氧化釔）
該固體電解質在高溫下可允許O2-離子在其間通過,故其正極反應式應為O2＋4e-=2O2-.
綜上所述,燃料電池正極反應式本質都是O2＋4e-=2O2-,在不同電解質環境中,其正極反應式的書寫形式有所不同.因此在書寫正極反應式時,要特別注意所給電解質的狀態和電解質溶液的酸鹼性.

㈢ 正在研製的一種新型汽油燃料電池是將化學能轉化為 能的裝置,但目前這種電池

化學電源

化學電源又稱電池，是一種能將化學能直接轉變成電能的裝置，它在國民經濟、科學技術、軍事和日常生活方面均獲得廣泛應用。

化學電池使用面廣，品種繁多，按照其使用性質可分為二類：干電池、蓄電池、燃料電池。按電池中電解質性質分為：鹼性電池、酸性電池、中性電池。

一、干電池

干電池也稱一次電池，即電池中的反應物質在進行一次電化學反應放電之後就不能再次使用了。常用的有鋅錳干電池、鋅汞電池、鎂錳干電池等。

鋅錳干電池是日常生活中常用的干電池，其結構如右圖所示：

正極材料：MnO2、石墨棒

負極材料：鋅片

電解質：NH4Cl、ZnCl2及澱粉糊狀物

電池符號可表示為

（－） Zn｜ZnCl2、NH4Cl（糊狀）‖MnO2｜C（石墨） （＋）

負極：Zn＝Zn2＋＋2e

正極：2MnO2＋2NH4＋＋2e＝Mn2O3＋2NH3＋H2O

總反應：Zn＋2MnO2＋2NH4＋＝2Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O

鋅錳干電池的電動勢為1.5V。因產生的NH3氣被石墨吸附，引起電動勢下降較快。如果用高導電的糊狀KOH代替NH4Cl，正極材料改用鋼筒，MnO2層緊靠鋼筒，就構成鹼性鋅錳干電池，由於電池反應沒有氣體產生，內電阻較低，電動勢為1.5V，比較穩定。

二、蓄電池

蓄電池是可以反復使用、放電後可以充電使活性物質復原、以便再重新放電的電池，也稱二次電池。其廣泛用於汽車、發電站、火箭等部門。由所用電解質的酸鹼性質不同分為酸性蓄電池和鹼性蓄電池。

（－）酸性鉛蓄電池

鉛蓄電池由一組充滿海綿狀金屬鉛的鉛銻合金格板做負極，由另一組充滿二氧化鋁的鉛銻合金格板做正極，兩組格板相間浸泡在電解質稀硫酸中，放電時，電極反應為：

負極：Pb＋SO42－＝PbSO4＋2e

正極：PbO2＋SO42－十4H＋＋2e＝PbSO4＋2H2O

總反應：Pb＋PbO2＋2H2SO4＝2PbSO4十2H2O

放電後，正負極板上都沉積有一層PbSO4，放電到一定程度之後又必須進行充電，充電時用一個電壓略高於蓄電池電壓的直流電源與蓄電池相接，將負極上的PbSO4還原成Pb，而將正極上的PbSO4氧化成PbO2，充電時發生放電時的逆反應：

陰極：PbSO4＋2e＝Pb＋SO42－

陽極：PbSO4＋2H2O＝PbO2＋SO42－＋4H＋＋2e

總反應：2PbSO4＋2H2O＝Pb＋PbO2＋H2SO4

正常情況下，鉛蓄電池的電動勢是2.1V，隨著電池放電生成水，H2SO4的濃度要降低，故可以通過測量H2SO4的密度來檢查蓄電池的放電情況。鉛蓄電池具有充放電可逆性好、放電電流大、穩定可靠、價格便宜等優點，缺點是笨重，常用作汽車和柴油機車的啟動電源，坑道、礦山和潛艇的動力電源，以及變電站的備用電源。

（二）鹼性蓄電池

日常生活中用的充電電池就屬於這類。它的體積、電壓都和干電池差不多，攜帶方便，使用壽命比鉛蓄電池長得多，使用信當可以反復充放電上千次，但價格比較貴。商品電池中有鎳－鎘（Ni－Cd）和鎳一鐵（Ni－Fe）兩類，它們的電池反應是：

Cd＋2NiO(OH)＋2H2O 2Ni(OH)2＋Cd(OH)2

Fe＋2NaO(OH)＋2H2O 2Ni(OH)2＋Fe(OH)2

反應是在鹼性條件下進行的，所以叫鹼性蓄電池。

三、新型燃料電池

燃料電池與前兩類電池的主要差別在於：它不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內，而是在工作時不斷從外界輸入氧化劑和還原劑，同時將電極反應產物不斷排出電池。燃料電池是直接將燃燒反應的化學能轉化為電能的裝置，能量轉化率高，可達80%以上，而一般火電站熱機效率僅在30％～40％之間。燃料電池具有節約燃料、污染小的特點。

燃料電池以還原劑（氫氣、煤氣、天然氣、甲醇等）為負極反應物，以氧化劑（氧氣、空氣等）為正極反應物，中燃料極、空氣極和電解質溶液構成。電極材料多採用多孔碳、多孔鎳、鉑、鈀等貴重金屬以及聚四氟乙烯，電解質則有鹼性、酸性、熔融鹽和固體電解質等數種。

以鹼性氫氧燃料電池為例，它的燃料極常用多孔性金屬鎳，用它來吸附氫氣。空氣極常用多孔性金屬銀，用它吸附空氣。電解質則由浸有KOH溶液的多孔性塑料製成，其電池符號表示為：

Ni｜H2｜KOH（30％）｜O2｜Ag

負極反應：2H2＋4OH－＝4H2O＋4e

正極反應：O2＋2H2O＋4e＝4OH－

總反應：2H2＋O2＝2H2O

電池的工作原理是：當向燃料極供給氫氣時，氫氣被吸附並與催化劑作用，放出電子而生成H＋，而電子經過外電路流向空氣極，電子在空氣極使氧還原為OH－，H＋和OH－在電解質溶液中結合成H2O。氫氧燃料電池的標准電動勢為1.229V。

氫氧燃料電池目前已應用於航天、軍事通訊、電視中繼站等領域，隨著成本的下降和技術的提高，可望得到進一步的商業化作用。

四、海洋電池

1991年，我國首創以鋁－空氣－海水為能源的新型電池，稱之為海洋電池。它是一種無污染、長效、穩定可靠的電源。海洋電池徹底改變了以往海上航標燈兩種供電方式：一是一次性電池，如鋅錳電池、鋅銀電池、鋅空（氣）電池等。這些電池體積大，電能低，價格高。二是先充電後給電的二次性電源，如鉛蓄電池，鎳鎘電池等。這種電池要定期充電，工作量大，費用高。

海洋電池，是以鋁合金為電池負極，金屬（Pt、Fe）網為正極，用取之不盡的海水為電解質溶液，它靠海水中的溶解氧與鋁反應產生電能的。我們知道，海水中只含有0.5%的溶解氧，為獲得這部分氧，科學家把正極製成仿魚鰓的網狀結構，以增大表面積，吸收海水中的微量溶解氧。這些氧在海水電解液作用下與鋁反應，源源不斷地產生電能。兩極反應為：

負極：（Al）：4Al－12e＝4Al3＋

正極：（Pt或Fe等）：3O2＋6H2O十12e＝12OH－

總反應式：4Al＋3O2十6H2O＝4Al(OH)3↓

海洋電池本身不含電解質溶液和正極活性物質，不放入海洋時，鋁極就不會在空氣中被氧化，可以長期儲存。用時，把電池放入海水中，便可供電，其能量比干電池高20～50倍。

電池設計使用周期可長達一年以上，避免經常交換電池的麻煩。即使更換，也只是換一塊鋁板，鋁板的大小，可根據實際需要而定。

海洋電池沒有怕壓部件，在海洋下任何深度都可以正常了作。海洋電池，以海水為電解質溶液，不存在污染，是海洋用電設施的能源新秀。

五、高能電池

具有高「比能量」和高「比功率」的電池稱為高能電池。所謂「比能量」和「比功率」是指控電池的單位質量或單位體積計算電池所能提供的電能和功率。高能電池發展快、種類多。

（－）銀一鋅電池

電子手錶、液晶顯示的計算器或一個小型的助聽器等所需電流是微安或毫安級的，它們所用的電池體積很小，有「紐扣」電池之稱。它們的電極材料是Ag2O2和Zn，所以叫銀一鋅電池。電極反應和電池反應是：

負極：2Zn＋4OH－＝2Zn(OH)2＋4e

正極：Ag2O2＋2H2O＋4e＝Ag＋4OH－

電池反應：2Zn＋Ag2O2＋2H2O＝2Zn(OH)2＋2Ag

利用上述化學反應也可以製作大電流的電池，它具有質量輕、體積小等優點。這類電池已用於宇航、火箭、潛艇等方面。

（二）鋰－二氧化錳非水電解質電池

以鋰為負極的非水電解質電池有幾十種，其中性能最好、最有發展前途的是鋰一二氧化錳非水電解質電池，這種電池以片狀金屬及為負極，電解活性MnO2作正極，高氯酸及溶於碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有機溶劑作為電解質溶液，以聚丙烯為隔膜，電池符號可表示為：

Li｜LiClO4｜MnO2｜C（石墨）

負極反應：Li＝Li＋＋e

正極反應：MnO2＋Li＋＋e＝LiMnO2

總反應：Li＋MnO2＝LiMnO2

該種電池的電動勢為2.69V，重量輕、體積小、電壓高、比能量大，充電1000次後仍能維持其能力的90％，貯存性能好，已廣泛用於電子計算機、手機、無線電設備等。

（三）鈉＋硫電池

它以熔融的鈉作電池的負極，熔融的多硫化鈉和硫作正極，正極物質填充在多孔的碳中，兩極之間用陶瓷管隔開，陶瓷管只允許Na＋通過。放電分二步進行：

第一步放電

負極：Na＝Na＋＋e

正極：2Na＋＋5S＋2e＝Na2S5（l）

總反應：2Na＋5S＝Na2S5（l）

負極上生成的Na＋通過陶瓷管，進入正極與硫進行作用，生成Na2S5，使正極成為S和Na2S5現混合物，直到將破全部轉化成Na2S5為止，當正極的硫被消耗完之後轉為第二步放電反應。

第二步放電

負極：2Na＝2Na＋2e

正極：2Na＋＋4Na2S5＋2e＝5Na2S4（l）

總反應：2Na＋4Na2S5＋2e＝5Na2S4（l）

當Na2S5作用完後，電池放電轉入後期工作。

第三步放電

負極：2Na＝2Na＋2e

正極：2Na＋Na2S4＋2e＝2Na2S2（l）

總反應：2Na＋Na2S4＝N a2S2（l）

鈉－硫電池的電動勢為2.08V，可作為機動車輛的動力電池。為使金屬鈉和多硫化鈉保持液態，放電過程應維持在300℃左右。

㈣ 一種新型電池＿＿燃料電池，

應該選D。其實還有最重要的一點所有選項都沒提，那就是：這三種氣體被氧化能放出大量的能量，這樣才能得到高能量密度的燃料電池。

㈤ 最近我國自主研製了一種新型燃料電池，一個電極通入空氣，另一個電極通入汽油蒸氣 （以C 4 H 10 代表汽油

㈥ 一種新型的燃料電池,高二化學

負極永遠發生氧化反應，因此是失電子反應，搞反了，錯
B 負極生成CO2，消耗OH-，PH值變小
C 根據總反應我們知道消耗KOH，因此KOH濃度變小
D 根據總反應我們知道，消耗1mol乙烷，同時消耗3.5molO2，轉移電子為3.5x4=14mol 正確

㈦ 一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體，電解質是摻雜氧化釔（Y 2 O 3 ）的氧化鋯（ZrO 2

㈧ 新型燃料電池的種類

氫氧燃料電池
有機燃料電池
氮化物燃料電池

㈨ 燃料電池是一種新型能源，燃料電池的原理是把H2、CO或CH4等燃料和空氣不斷輸入後直接氧化，使化學能轉變

A、無毒無害氣體不一定能夠用作燃料，例如氮氣無毒無害，不能用作燃料．故選項錯誤；
B、在自然界大量存在的物質不一定能夠用作燃料，例如水在自然界大量存在，不能用作燃料．故選項錯誤；
C、都可以燃燒並放出大量的熱，可以用作燃料．故選項正確；
D、氫氣燃燒不能生成二氧化碳，一氧化碳燃燒不能生成水．故選項錯誤．
故選C．

㈩ 3種新型燃料電池，它是用兩根惰性金屬做電極插入mOH溶液中，然後向兩極上分別通入甲烷和氧氣，發生的電極

A、鹼性甲烷燃料電池，具有還原性的甲烷為原電池的負極，發生氧化反應，所以X極是負極，通入氧氣的一極為原電池的正極，發生還原反應，Y極為正極，故A錯誤；
B、根據總反應：CH₄+2O₂+2OH^-=CO₃^2-+3H₂O，則氫氧化鉀被消耗，物質的量減小，故B錯誤；
C、在標准狀況下通入得.oL即小.2得的olO₂完全反應，根據電極反應式：O₂+2H₂O+4e^-=4OH^-，轉移電子是1.小的ol，故C正確；
D、該電池工作時甲烷電極發生的電極反應為：CH₄+1小OH^--1e^-=CO₃^2-+4H₂O，該極氫氧根被消耗，所以該極附近溶液的pH降低，故D錯誤．
故選C．