Τύπος αντίδρασης ηλεκτροδίου κυψελών καυσίμου υδρογόνου-οξυγόνου

Με τη μείωση των διαφόρων πηγών ενέργειας και τον έλεγχο της περιβαλλοντικής ρύπανσης, πιο φιλικές προς το περιβάλλον κυψέλες καυσίμου έχουν εισέλθει στη ζωή των ανθρώπων. Το επόμενο πράγμα που θέλουμε να μάθουμε είναι ο τύπος αντίδρασης ηλεκτροδίου της κυψέλης καυσίμου υδρογόνου-οξυγόνου.

ο

Τύπος αντίδρασης ηλεκτροδίου κυψέλης καυσίμου υδρογόνου-οξυγόνου

ο
Οι κυψέλες καυσίμου υδρογόνου-οξυγόνου χρησιμοποιούν γενικά το αδρανές μέταλλο πλατίνα (Pt) ή γραφίτη ως υλικό ηλεκτροδίου.Το αρνητικό ηλεκτρόδιο τροφοδοτείται με Η2 και το θετικό ηλεκτρόδιο τροφοδοτείται με Ο2.Η συνολική αντίδραση είναι:2H2+O2=2H2O.
ο
Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στον ηλεκτρολύτη στην αντίδραση ηλεκτροδίου, υπάρχουν οι ακόλουθες τρεις καταστάσεις:
ο
1. Ο ηλεκτρολύτης είναι διάλυμα ΚΟΗ (αλκαλικός ηλεκτρολύτης)
ο
Ο τύπος αντίδρασης ηλεκτροδίου του αρνητικού ηλεκτροδίου είναι:2H2-4e-+4OH-=4H2O;
ο
Ο τύπος αντίδρασης ηλεκτροδίου του θετικού ηλεκτροδίου είναι:O2+H2O+4e-=4OH-
ο
2. Ο ηλεκτρολύτης είναι διάλυμα H2SO4 (ηλεκτρολύτης οξέος)
ο
Ο τύπος αντίδρασης ηλεκτροδίου του αρνητικού ηλεκτροδίου είναι:2H2+4e-=4H+;
ο
Ο τύπος αντίδρασης ηλεκτροδίου του θετικού ηλεκτροδίου είναι:O2 + 4H + + 4e- =2H2O.
ο
3. Ο ηλεκτρολύτης είναι διάλυμα NACl (ουδέτερος ηλεκτρολύτης)
ο
Ο τύπος αντίδρασης ηλεκτροδίου του αρνητικού ηλεκτροδίου είναι:2H2-4e-+4OH-=4H2O;
ο
Ο τύπος αντίδρασης ηλεκτροδίου του θετικού ηλεκτροδίου είναι:O2+H2O+4e-=4OH-
ο

Αρχή λειτουργίας της κυψέλης καυσίμου υδρογόνου-οξυγόνου

ο
Μια κυψέλη καυσίμου υδρογόνου-οξυγόνου χρησιμοποιεί το υδρογόνο ως καύσιμο ως αναγωγικό παράγοντα, το οξυγόνο ως οξειδωτικό και μετατρέπει τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω της αντίδρασης καύσης του καυσίμου.Η αρχή λειτουργίας είναι η ίδια με αυτή της κύριας μπαταρίας. Όταν η κυψέλη καυσίμου υδρογόνου-οξυγόνου λειτουργεί, παρέχεται υδρογόνο στο ηλεκτρόδιο υδρογόνου και οξυγόνο παρέχεται στο ηλεκτρόδιο οξυγόνου ταυτόχρονα. Υπό τη δράση του καταλύτη στο ηλεκτρόδιο, το υδρογόνο και το οξυγόνο παράγουν νερό μέσω του ηλεκτρολύτη. Αυτή τη στιγμή, υπάρχει περίσσεια ηλεκτρονίων στο ηλεκτρόδιο υδρογόνου που πρέπει να φορτιστεί αρνητικά και το ηλεκτρόδιο οξυγόνου είναι θετικά φορτισμένο λόγω της έλλειψης ηλεκτρονίων. Αφού συνδεθεί το κύκλωμα, αυτή η διαδικασία αντίδρασης μπορεί να πραγματοποιηθεί συνεχώς.
ο
Το παραπάνω είναι ο τύπος αντίδρασης ηλεκτροδίου της κυψέλης καυσίμου υδρογόνου-οξυγόνου. Το προϊόν των κυψελών καυσίμου υδρογόνου-οξυγόνου είναι το νερό, το οποίο είναι καθαρό και φιλικό προς το περιβάλλον.Ως πολλά υποσχόμενη νέα πηγή ενέργειας, οι κυψέλες καυσίμου υδρογόνου-οξυγόνου μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολλούς τομείς.