燃料电池电极反应式 浅析燃料电池的工作原理

燃料电池是原电池中一种比较特殊的电池，它与原电池形成条件有一点相悖，就是不一定两极是两根活动性不同的电极，也可以用相同的两根电极。燃料电池有很多，其 燃料包含：H2;烃如：CH4;醇如：C2H5OH等，不过燃料电磁的电机反应式基本都相差不大。

燃料电池的工作原理

目前燃料电池主要是以氢气和氧气为原料，是利用它们在高温下发生化学反应产生电能的原理制成的装置。燃料电池的基本结构是：以空气极为负极，以燃料极(氢气极)为正极。二者之间设有电解质层。其基本工作原理如图所示：在一定的温度下，氢气被电解为电子和带正电的氢离子，氢离子在电解质中移动，与氧燃料电池原理化生反应，生成水。在两电极之间运动的电子通过外部电路被取出来，就成为电流。电池中发生的反应为：阳极反应：2H2y4H++4e阴极反应：4e+4H++O2y2H2O综合反应：2H2+O2=2HO即两个氢分子在阳极表面变成四个氢离子，并释放出四个电子。电子由阳极导出通过外部负载转移到阴极。氢离子则通过电解液到达阴极与电子及氧气结合生成水。这样在电解质的氢气一侧形成负电荷，而在电解质的氧气一侧形成正电荷，从而形成一定的电压，产生电流。

燃料电池电极反应式

电极：惰性电极。

燃料包含：H2;烃如：CH4;醇如：C2H5OH等。

电解质包含：

①酸性电解质溶液如：H2SO4溶液;

②碱性电解质溶液如：NaOH溶液;

③熔融氧化物如：Y2O3;

④熔融碳酸盐如：K2CO3等。

第一步：写出电池总反应式

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合后的反应。

如氢氧燃料电池的总反应为：2H2+O2=2H2O;甲烷燃料电池(电解质溶液为NaOH溶液)的反应为：

CH4+2O2=CO2+2H2O①

CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O②

①式+②式得燃料电池总反应为：CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O

第二步：写出电池的正极反应式

根据燃料电池的特点，一般在正极上发生还原反应的物质都是O2，随着电解质溶液的不同，其电极反应有所不同，其实，我们只要熟记以下四种情况：

(1)酸性电解质溶液环境下电极反应式：O2+4H+