第四章 第一节 第3课时　常见化学电源(二)——形形色色的燃料电池.docx

第3课时常见化学电源(二)——形形色色的燃料电池

[核心素养发展目标]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。2.了解气体燃料电池的工作原理。

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

燃料电池是一种连续地将________和________的化学能直接转化为________的化学电源。

2．燃料电池的特点

(1)工作时，________和________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____(80%)，排放的废弃物______。

3．氢氧燃料电池

(1)基本构造

(2)工作原理

酸性电解质(H2SO4)

碱性电解质(KOH)

负极反应

正极反应

总反应

1.燃料电池是目前电池研究的热点之一。某课外小组自制的氢氧燃料电池如图所示，a、b均为惰性电极。

(1)负极是________(填“a”或“b”)。

(2)b极发生的电极反应式是________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)标准状况下，消耗11.2LH2时，转移的电子数为________。

2．下面为3种燃料电池的工作原理示意图。

(1)A中，电池内部传导的离子是______，负极的电极反应式为_________________________。

(2)B中，电池内部传导的离子是______，正极的电极反应式为_________________________。

(3)C中，电池内部传导的离子是______，正极的电极反应式为_________________________。

二、其他新型燃料电池

1．甲烷燃料电池成本远低于以氢气为燃料的传统燃料电池。

(1)在酸性介质中

负极反应式：__________________________________________________________________；

正极反应式：__________________________________________________________________；

总反应式：____________________________________________________________________。

(2)在碱性(KOH溶液)介质中

负极反应式：__________________________________________________________________；

正极反应式：__________________________________________________________________；

总反应式：__________________________________________________________________。

在酸性介质和碱性介质中甲烷燃料电池的总反应不同，酸性条件下，＋4价碳元素全部转化为CO2，碱性条件下，＋4价碳元素全部转化为COeq\o\al(2－,3)。

2．一种固体电解质燃料电池的构造示意图如图所示。该电池以稀土金属材料作电极，两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导O2－。

负极反应式：__________________________________________________________________；

正极反应式：__________________________________________________________________；

总反应式：____________________________________________________________________。

3．一种熔融碳酸盐燃料电池工作原理示意如图所示。

(1)电池工作时，外电路上电流的方向应从电极________(填“A”或“B”，下同)流向用电器。

(2)COeq\o\al(2－,3)向电极________移动。

(3)电极A上CO参与的电极反应为___________________________________________。

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

燃料电池的总反应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

正极一般为氧气得电子，介质不同时其电极反应式有所不同，如：

酸性电解质溶液：O2＋4H＋＋4e－===2H2O；

碱性电解质溶液：O