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乙烷燃料电池酸性和碱性方程式?

电池 2025-04-07 06:25

一、乙烷燃料电池酸性和碱性方程式?

2C2H6+7O2+8OH----->4CO32-+10H2O (碱性介质) 正极:7O2+14H2O+28e- = 28OH- 负极:2C2H6+ 36OH- - 28e- = 4CO32- + 24H2O 2C2H6+7O2---->4CO2+6H2O (酸性介质) 正极:7O2+28H+ +28e- = 14H2O 负极:2C2H6+ 8H2O - 28e- = 4CO2 + 28H+

二、乙烷燃料电池碱性的总反应方程式?

燃料电池最基本的总反应就是燃烧反应,但是若产物生成CO2的,还要注意若是碱性介质,还会有CO2与OH-的反应,所以最终产物是CO3^2-

2C2H6 + 7 O2 + 8OH- = 4CO3^2- + 10H2O

三、乙烷燃料反应的碱性影响

乙烷燃料反应碱性对反应过程的影响

乙烷是一种常见的燃料,被广泛应用于炉燃、化工及能源领域。在乙烷的燃料反应中,反应的碱性是一个重要的因素,它能够直接影响到反应的速率、产物的选择以及催化剂的稳定性等方面。

首先,乙烷的燃烧反应是一个复杂的过程,在反应机理中存在着多个步骤。而反应的碱性可以改变反应物质的活性,从而影响各个反应步骤的速率。在碱性较高的条件下,可以促进活性基团的形成和断裂,从而提高反应速率。相反,在碱性较低的条件下,反应速率会减慢,甚至停止。

其次,反应的碱性还可以影响到产物的选择。在乙烷燃料反应中,主要的产物是二氧化碳和水。然而,在碱性较高的条件下,还会产生一些其他的副产物,如甲烷和乙烯等。这是因为碱性会影响到反应物质的选择性吸附和解离,进而改变反应的途径和产物分布。

此外,乙烷燃料反应的碱性还对催化剂的稳定性有一定的影响。在反应过程中,乙烷的燃烧需要催化剂的参与,而碱性可以改变催化剂的表面性质和活性位点,从而影响催化剂的稳定性。在碱性较高的条件下,催化剂容易受到腐蚀和毒化,导致其活性和寿命的降低。

总之,乙烷燃料反应的碱性对反应速率、产物选择和催化剂稳定性等方面都有着重要的影响。因此,在实际应用中,需要根据具体的反应条件选择合适的碱性条件,以达到最佳的反应效果。

感谢您阅读本文,希望通过本文能够帮助您更好地了解乙烷燃料反应碱性对反应过程的影响。

四、乙烷有酸碱性吗?

乙烷是有机物,不溶于水,就算溶解一点也不会电离,因此不讨论酸碱性。

五、乙烷是酸性还是碱性?

乙烯大于乙烷。

酸性是根据H脱离C的难易程度说的。

乙炔中c是SP杂化,S成分多,杂化轨道离c原子更近,H与C斥力大,而且因为CC三键的存在,cc距离小,需要更多电子维持cc三键的稳定,自然CH键的电子会向c偏,c带小部分负点,h带正点,会解离出H+就比剩下的容易,酸性就大。

六、乙烷燃料电池的总反应?

燃料电池最基本的总反应就是燃烧反应,但是若产物生成CO2的,还要注意若是碱性介质,还会有CO2与OH-的反应,所以最终产物是CO3^2-

2C2H6 + 7 O2 + 8OH- = 4CO3^2- + 10H2O

七、碱性燃料电池电极反应?

①碱性燃料电池电极反应:

正极:O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-

负极:2H2 - 4e- + 4OH- → 4H2O

总反应式:2H2 + O2 == 2H2O

②酸性燃料电池

正极:O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O

负极:2H2 - 4e-→ 4H+

总反应式:2H2 + O2 == 2H2O

八、碱性燃料电池的原理?

碱性燃料电池原理是使用的电解质为水溶液或稳定的氢氧化钾基质,且电化学反应也与羟基(-OH)从阴极移动到阳极与氢反应生成水和电子略有不同。这些电子是用来为外部电路提供能量,然后才回到阴极与氧和水反应生成更多的羟基离子。

九、乙醇做燃料电池碱性条件?

乙醇燃料电池,KOH作电解质。 总反应:

C2H5OH+3O2+4KOH=2K2CO3+5H2O

负极:

C2H5OH+16OH(-)-12e(-)=2CO3(2-)+11H2O

正极:O2+4e(-)+2H2O=4OH(-)

氢氧化钾,是一种常见的无机碱,化学式为KOH,分子量为56.1,常温下为白色粉末或片状固体。 性质与氢氧化钠相似,具强碱性及腐蚀性,0.1 mol/L溶液的pH为13.5。极易吸收空气中水分而潮解,吸收二氧化碳而成碳酸钾。 溶于约0.6份热水、0.9份冷水、3份乙醇、2.5份甘油,微溶于醚。当溶解于水、醇或用酸处理时产生大量热量。

十、碱性燃料电池的发展历程?

碱性燃料电池(alkaline fuel cell,AFC)是第一个燃料电池技术的发展,最初由美国航空航天局的太空计划,同时生产电力和水的航天器上。AFCS继续使用NASA航天飞机上的整个程序中,除了数量有限的商业应用。

简介

电动车辆和规模化储能等新能源产业的发展,以及高性能便携式电子设备的进步,迫切需要高效、清洁的电化学储能系统。目前广泛使用的锂离子电池的能量密度已接近理论极限,无法满足对储能系统的迫切要求。因此,全世界都在积极探索下一代的电化学储能系统。

燃料电池(fuel cells,FC)是一种可以将储存在燃料和氧气中的化学能直接转化为电能的电化学储能装置。普通的内燃机由于需要经历热机过程,受卡诺循环的限制,其能量转化率大多低于 15%,燃料电池不受此限制,因而具有很高的能量转化率,一般为 40%~60%,如果将余热充分利用,甚至可以高达 90%。此外,燃料电池在工作时,其反应产物一般只有 H2O 和CO2,很少会排放出 NOx和 SOx,

因而不会污染环境,是新一代的绿色能源。燃料电池在工作时排出的二氧化碳量,也低于传统火力发电厂的 60%。可见,燃料电池对解决目前全世界所面临的能源安全(Energy Security)和环境保护(Environment Protection)两大难题都具有极其重要的意义。同时,燃料电池由于具有高效、绿色、安全等优点,被认为是 21 世纪的新能源之星。

目前,国内外学者对已研究开发出来的燃料电池,按照电解质的种类进行分类,主要分为 5 种:碱性燃料电池(AFC),一般用 6~8 mol·L-1的 KOH 溶液作为电解质;磷酸型燃料电池(PAFC),大多以质量分数为 98wt%左右的浓 H3PO4溶液为电解质;熔融碳酸盐燃料电池(MCFC),大多将 Li2CO3和 K2CO3按一定比例混合后作为电解质;质子交换膜燃料电池(PEMFC),通常采用美国 Du Pont 公司生产的 Nafion 膜作为电解质;固体氧化物燃料电池(SOFC),采用 YSZ(Y2O3掺杂稳定的 Zr O2)等作为氧离子导体。

在众多类型的燃料电池中,碱性燃料电池(AFC)技术是最成熟的。从 20 世纪60 年代到 80 年代,国内外学者深入广泛地研究并开发了碱性燃料电池。但是在80 年代以后,由于新的燃料电池技术的出现,例如 PEMFC 使用了更为便捷的固态电解质而且可以有效防止电解液的泄漏,AFC 逐渐褪去了其原有的光彩。但是,通过 PEMFC 和 AFC 之间的对比,不难发现理论上 AFC 的性能要优于 PEMFC,甚至早期的 AFC 系统都可以输出比现有 PEMFC 系统更高的电流密度。成本分析表明:AFC 系统用于混合动力电动车与 PEMFC 相比要更有优势。与 PEMFC 相比,AFC 在阴极动力学和降低欧姆极化方面具有很多优势;碱性体系中的氧还原反应(ORR)动力学比酸性体系中使用 Pt 催化剂的 H2SO4体系和使用 Ag催化剂的HCl O4体系都要更高。同时,碱性体系的弱腐蚀性也确保了 AFC 能够长期工作。AFC 中更快的 ORR 动力学使得非贵金属以及低价金属例如 Ag 和 N i 作为催化剂成为可能,这也使得 AFC 与使用 Pt 催化剂为主的 PEMFC 相比更有竞争力。因此,近年来对碱性燃料电池研究的复苏逐渐凸显出来。

简介

电动车辆和规模化储能等新能源产业的发展,以及高性能便携式电子设备的进步,迫切需要高效、清洁的电化学储能系统。目前广泛使用的锂离子电池的能量密度已接近理论极限,无法满足对储能系统的迫切要求。因此,全世界都在积极探索下一代的电化学储能系统。

燃料电池(fuel cells,FC)是一种可以将储存在燃料和氧气中的化学能直接转化为电能的电化学储能装置。普通的内燃机由于需要经历热机过程,受卡诺循环的限制,其能量转化率大多低于 15%,燃料电池不受此限制,因而具有很高的能量转化率,一般为 40%~60%,如果将余热充分利用,甚至可以高达 90%。此外,燃料电池在工作时,其反应产物一般只有 H2O 和CO2,很少会排放出 NOx和 SOx,

因而不会污染环境,是新一代的绿色能源。燃料电池在工作时排出的二氧化碳量,也低于传统火力发电厂的 60%。可见,燃料电池对解决目前全世界所面临的能源安全(Energy Security)和环境保护(Environment Protection)两大难题都具有极其重要的意义。同时,燃料电池由于具有高效、绿色、安全等优点,被认为是 21 世纪的新能源之星。

目前,国内外学者对已研究开发出来的燃料电池,按照电解质的种类进行分类,主要分为 5 种:碱性燃料电池(AFC),一般用 6~8 mol·L-1的 KOH 溶液作为电解质;磷酸型燃料电池(PAFC),大多以质量分数为 98wt%左右的浓 H3PO4溶液为电解质;熔融碳酸盐燃料电池(MCFC),大多将 Li2CO3和 K2CO3按一定比例混合后作为电解质;质子交换膜燃料电池(PEMFC),通常采用美国 Du Pont 公司生产的 Nafion 膜作为电解质;固体氧化物燃料电池(SOFC),采用 YSZ(Y2O3掺杂稳定的 Zr O2)等作为氧离子导体。

在众多类型的燃料电池中,碱性燃料电池(AFC)技术是最成熟的。从 20 世纪60 年代到 80 年代,国内外学者深入广泛地研究并开发了碱性燃料电池。但是在80 年代以后,由于新的燃料电池技术的出现,例如 PEMFC 使用了更为便捷的固态电解质而且可以有效防止电解液的泄漏,AFC 逐渐褪去了其原有的光彩。但是,通过 PEMFC 和 AFC 之间的对比,不难发现理论上 AFC 的性能要优于 PEMFC,甚至早期的 AFC 系统都可以输出比现有 PEMFC 系统更高的电流密度。成本分析表明:AFC 系统用于混合动力电动车与 PEMFC 相比要更有优势。与 PEMFC 相比,AFC 在阴极动力学和降低欧姆极化方面具有很多优势;碱性体系中的氧还原反应(ORR)动力学比酸性体系中使用 Pt 催化剂的 H2SO4体系和使用 Ag催化剂的HCl O4体系都要更高。同时,碱性体系的弱腐蚀性也确保了 AFC 能够长期工作。AFC 中更快的 ORR 动力学使得非贵金属以及低价金属例如 Ag 和 N i 作为催化剂成为可能,这也使得 AFC 与使用 Pt 催化剂为主的 PEMFC 相比更有竞争力。因此,近年来对碱性燃料电池研究的复苏逐渐凸显出来。

AFC 阳极电催化剂的研究进展

电催化剂是燃料电池的关键组成部分,其性能高低直接决定了燃料电池的工作性能。燃料电池对电催化剂的基本要求为:(1)对电化学反应具有很高的催化活性,能够加速电化学反应的进行;(2)对反应的催化作用具有选择性,即只对反应物转化为目标产物的反应具有催化作用,对其他副反应并无催化作用;(3)具有良好的电子导电性,有利于电化学反应过程中电荷的快速转移,从而降低电池内阻;(4)具有优良的电化学稳定性,从而保证其使用寿命。目前国内外学者已将很多材料用于碱性燃料电池阳极电催化剂,主要包括Pt基、Pd基、Au基及非贵金属催化剂等。

AFC 阴极电催化剂的研究进展

碱性燃料电池阴极主要为氧还原反应(ORR),由于反应中牵涉到 4 个电子的转移步骤,还有 O-O 键的断裂,易出现中间价态粒子,如 HO2-和中间价态含氧物种等问题,因此 AFC 中阴极的氧还原反应是一个很复杂的过程。目前关于 ORR的真实反应途径尚不清楚,研究人员普遍认为主要有以下两种途径:

(i) 直接四电子途径:O2+ 2H2O + 4 e-→ 4OH-

(ii) 二电子途径: O2+ H2O + 2e-→ HO2-+OH-

HO2- + H2O+ 2e-+→ 3OH-

从动力学理论上说,碱性体系中的氧还原反应(ORR)速率要比酸性体系中更快一些。正是由于碱性体系中ORR速率较酸性体系更快,使得大量的材料得以用作AFC阴极催化剂,主要包括Pt基、Pd基、Ag基及非贵金属催化剂等。

催化剂的性能衰减机制

目前关于碱性体系中催化剂的性能衰减机制尚无相关研究,但是在PEMFC中关于Pt催化剂性能衰减机制方面,国内外学者已经进行了大量研究工作,目前研究人员普遍认为,在PEMFC的工作环境下,Pt催化剂性能衰减的主要原因有:碳载体被腐蚀,导致Pt从载体上脱落;Pt颗粒的溶解-再沉积;Pt颗粒在碳载体表面的团聚。