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甲烷燃料电池四种环境方程式

2021-10-28 09:25:31文/董玉莹

(1)酸性条件燃料电池总反应式:CH4+202═C02+2H2O;(2)碱性条件燃料电池总反应式:CH4+202+2Na0H═Na2C03+3H20;(3)固体电解质(高温下能传导02-)燃料电池总反应式:CH4+202═C02+2H20;(4)熔融碳酸盐(如:熔融K2C03)环境下电池总反应式:CH4+202═C02+2H20。

甲烷燃料电池四种环境方程式

甲烷燃料电池在不同的环境下电极反应式的书写

(1)酸性条件,负极上燃料甲烷失电子发生氧化反应生成二氧化碳,则负极的电极反应式为:CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+;正极上氧气得电子和氢离子反应生成水,电极反应式为2O2+8e-+8H+═42H2O;

故答案为:CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+;2O2+8e-+8H+═42H2O.

(2)碱性条件下,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,则正极电极反应式为:2O2+4H2O+8e-=8OH-;在负极上甲烷反应能生成二氧化碳和水,二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠,则负极电极反应式为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;

故答案为:2O2+4H2O+8e-=8OH-;CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O.

(3)固体电解质中,正极上氧气得电子生成02-,则正极电极反应式为:2O2+8e-=402-;负极上甲烷失电子生成二氧化碳和水,则负极电极反应式为:CH4+4O2--8e-═CO2+2H2O;

故答案为:2O2+8e-=402-;CH4+4O2--8e-═CO2+2H2O;

(4)熔融碳酸盐(如:熔融K2C03)环境下,正极上氧气得电子生成碳酸根离子,正极反应式为2O2+4CO2+8e-═4CO32-,负极上甲烷失电子转化为二氧化碳,负极反应式为CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O;

故答案为:2O2+4CO2+8e-═4CO32-;CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O.

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