Principio de funcionamiento de las pilas de combustible de hidrógeno y oxígeno.

La pila de combustible de hidrógeno en su oxígeno como oxidante, en el hidrógeno como combustible, y luego a través de una variedad de reacciones químicas, el combustible, a su vez, producirá la energía química en energía eléctrica que tiene una batería. La pila de combustible de hidrógeno tiene una gran capacidad, alta potencia, alta eficiencia de conversión y rango de potencia, y muchas otras ventajas. Celdas de combustible de hidrógeno y batería general, hay una gran diferencia entre la batería general del material activo que se almacena en el interior de la batería, por lo que la cantidad de almacenamiento del material activo de la capacidad de la batería. Y las sustancias activas de las pilas de combustible se pueden introducir de forma continua.

La clasificación de las pilas de combustible de hidrógeno.

La celda de combustible de hidrógeno por estructura celular y forma de trabajo se divide en tipo de membrana iónica, tocino y tres tipos de membrana de amianto.

1, las pilas de combustible de membrana iónica

Con una membrana de intercambio catiónico de celda de combustible de electrolito ácido, la moderna UTILIZA la membrana de nafión. Descarga de la batería, el agua se genera en el electrodo de oxígeno, a través de la mecha succionada del agua. La batería funciona a temperatura ambiente, estructura compacta, peso ligero, pero la resistencia de la membrana de intercambio iónico es mayor, densidad de corriente de descarga pequeña.

2, pila de combustible tipo tocino

Baterias alkalinas. Los electrodos de hidrógeno y oxígeno son electrodos de níquel poroso doble (capa interna y externa de diferente apertura), más platino como catalizador. La solución de electrolito es 80% ~ 85% de potasa cáustica, es un sólido a temperatura ambiente, la temperatura de la batería (204 ~ 260 ° C) para el líquido. La tasa de utilización de energía de la batería es mayor, pero debido al gran consumo de energía, el arranque y la parada necesitan más tiempo (24 horas de arranque, parada, 17 horas).

3, pila de combustible de membrana de amianto

También pertenecen a pilas alcalinas. Electrodo de hidrógeno hecho de níquel poroso y platino, catalizador de paladio y electrodo de oxígeno es una placa de plata porosa, dos electrodos que contienen amianto que contienen una membrana de solución de potasa cáustica al 35%, nuevamente con compresión de níquel ranurado en las placas como colector de corriente, una cámara de gas, encapsulada en un unicelular. Descarga en agua para generar el lado del electrodo de hidrógeno, se puede descargar mediante la circulación de hidrógeno, también puede utilizar el método de drenaje estático. El tiempo de inicio de la batería es de solo 15 minutos y el tiempo de inactividad instantáneo que las baterías de fosfato de hierro y litio es más respetuoso con el medio ambiente.

Las ventajas de las pilas de combustible de hidrógeno

1, material y precio bajo

2, la operación es simple,

3, seguridad

4, eficiente,

5, sin contaminación

El principio de funcionamiento de las pilas de combustible de hidrógeno.

La pila de combustible es un tipo de batería química que UTILIZA material liberado de energía en reacciones químicas, su transformación en energía eléctrica directamente. A partir de este punto, esta y otras baterías químicas como la batería seca de manganeso, la batería de plomo es similar. Cuando su trabajo necesita suministrar continuamente respuesta a su material, combustible y oxidante, él y otra batería química común no es lo mismo. Debido a que es el combustible a través de reacciones químicas que liberan energía en la producción de electricidad, por eso se llama celda de combustible. Específicamente, la pila de combustible debe utilizar la electrólisis del "generador" de reacción inversa de agua. Consiste en el positivo y el negativo y entre ellos se encuentra la placa de electrolito del cátodo. Inicialmente, la placa de electrolito está formada por electrolito en la placa porosa, ahora está en desarrollo para uso directo del electrolito sólido.

Al combustible de suministro negativo (hidrógeno) en funcionamiento, al oxidante de suministro positivo (aire, desempeña un papel de componentes en el oxígeno). El hidrógeno en el cátodo se descompone en iones positivos H + y electrónicos e-. los electrones a lo largo del circuito externo para moverse al ánodo. La carga de electricidad tomó un circuito externo. En el electrodo positivo, el oxígeno en el aire con los iones de hidrógeno en el electrolito se absorbe en el electrón positivo para formar agua. Esto es exactamente lo contrario del proceso de reacción de electrólisis del agua.

El uso del principio de las pilas de combustible puede funcionar continuamente con la energía externa, por lo que también se puede llamar un "generador".

En términos generales, para escribir ecuaciones de reacción química para pilas de combustible, es necesario prestar mucha atención al electrolito ácido y alcalino. En la reacción del electrodo positivo y negativo no están aislados, a menudo está en estrecho contacto con la solución de electrolito. Como oxígeno, pilas de combustible de hidrógeno, que tiene dos tipos de ácido y álcali, la reacción del cátodo en la solución ácida es: 2 h2-4 e - = = 4 h + la reacción positiva es: O2 + 4 h + + 4 e ˉ = = 2 h2o. Entonces en solución alcalina, entonces no puede haber H +, en solución ácida, tampoco puede aparecer OH ˉ.

Si la solución de electrolito es alcalina, la solución salina es negativa reactiva como: h2 + 4 oh ˉ 2-4 e ˉ = = 4 h20 es extremadamente: O2 + 2 h2o + 4 e oh ˉ ˉ = = 4

Si la solución de electrolito es una solución ácida, la reacción del cátodo es: 2 h2-4 e ˉ = 4 h + (catión), es extremadamente: O2 + 4 e ˉ + 4 h + = 2 h2o

La regla de la memoria es la siguiente:

Condiciones alcalinas, fácil de recordar el positivo de O2 y H2O, e ˉ, 4 oh ˉ coeficiente frente a 1, 2, 2, 4, respectivamente, las ecuaciones de reacción total en tipo negativo se pueden usar nuevamente. En condiciones ácidas, fácil de recordar reactivo negativo (h + 4) + (4 e ˉ) = 2 h2, mediante la transposición se pueden obtener las ecuaciones requeridas, con reactivo total reducido por el tipo reactivo positivo sobre el mismo.

Pila de combustible de hidrógeno pila de combustible de oxígeno de hidrógeno

Con hidrógeno como combustible, oxígeno como oxidante, a través de la reacción de combustión del combustible, la energía química se convierte en batería de energía eléctrica.

Las pilas de combustible de hidrógeno funcionan, suministrando hidrógeno al electrodo de hidrógeno, suministrando oxígeno al electrodo de oxígeno al mismo tiempo. Bajo la acción del hidrógeno, el oxígeno y el catalizador sobre el electrodo, por medio del electrolito, se produce agua. En este momento, el electrodo de hidrógeno tiene componentes electrónicos redundantes y cargados negativamente, mientras que el electrodo de oxígeno está cargado positivamente debido a la falta de componentes electrónicos. Después del circuito de procesamiento, esto es similar a la reacción de combustión que se puede llevar a cabo en proceso continuo.

La reacción del electrodo

Batería de combustible de hidrógeno (medio neutro)

Lo positivo: O2 + 2 h2o + 4 e - -> 4 oh -

Negativo: 2 h2-4 e - - 4 h +

Total reactivo: 2 h2 + O2 = = 2 h2o

Medio ácido de batería de combustible de hidrógeno ().

El positivo: O2 + 4 h + + 4 e - -> 2 h2o

Negativo: 2 h2-4 e - - 4 h +

Total reactivo: 2 h2 + O2 = = 2 h2o

Pila de combustible de hidrógeno (medio alcalino):

Lo positivo: O2 + 2 h2o + 4 e - -> 4 oh -

Negativo: 2 h2-4 e - + 4 oh -> 4 h2o

Total reactivo: 2 h2 + O2 = = 2 h2o

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