Arbeitsprinzip von Wasserstoff- und Sauerstoffbrennstoffzellen

Wasserstoff-Brennstoffzelle in seinem Sauerstoff als Oxidationsmittel, im Wasserstoff als Brennstoff und dann durch eine Vielzahl chemischer Reaktionen, Brennstoff wiederum wird die chemische Energie in elektrische Energie umwandeln, hat eine Batterie. Wasserstoff-Brennstoffzelle hat eine große Kapazität, hohe Leistung, hohe Umwandlungseffizienz und Leistungsbereich und viele andere Vorteile. Wasserstoff-Brennstoffzellen und allgemeine Batterie, es gibt einen großen Unterschied zwischen der allgemeinen Batterie des aktiven Materials, das in der Batterie im Inneren gespeichert ist, also der Speichermenge des aktiven Materials, wie viel Kapazität der Batterie. Und Brennstoffzellen-Wirkstoffe können kontinuierlich eingegeben werden.

Die Klassifizierung der Wasserstoffbrennstoffzellen

Wasserstoffbrennstoffzellen werden nach Zellstruktur und Arbeitsweise in Ionenmembrantypen, Speck und drei Arten von Asbestmembranen unterteilt.

1 die Ionenmembran-Brennstoffzellen

Mit einer Kationenaustauschermembran aus saurer Elektrolytbrennstoffzelle nutzt die moderne Nafionmembran. Bei der Batterieentladung wird das Wasser an der Sauerstoffelektrode durch den aus dem Wasser abgesaugten Docht erzeugt. Die Batterie arbeitet bei Raumtemperatur, kompakter Struktur, geringem Gewicht, aber der Ionenaustauschmembranwiderstand ist größer, kleine Entladestromdichte.

2, Brennstoffzelle vom Specktyp

Alkali-Batterien. Wasserstoff- und Sauerstoffelektrode sind doppelt poröse Nickelelektroden (innere und äußere Schicht unterschiedlicher Apertur) plus Platin als Katalysator. Elektrolytlösung besteht zu 80% ~ 85% aus Kalilauge, ist bei Raumtemperatur ein Feststoff, die Batterietemperatur (204 ~ 260 ° C) für Flüssigkeit. Die Energieverbrauchsrate der Batterie ist höher, aber da der hohe Stromverbrauch hoch ist, dauert das Starten und Stoppen lange (24 Stunden Starten, Stoppen, 17 Stunden).

3, Asbestmembran-Brennstoffzelle

Gehören auch zu Alkalibatterien. Die Wasserstoffelektrode aus porösem Nickel und Platin, Palladiumkatalysator und Sauerstoffelektrode ist eine poröse Silberplatte, zwei Elektroden, die Asbest enthalten und eine 35% ige Kalilösungsmembran enthalten, wiederum mit geschlitzter Nickelkompression auf den Platten als Stromkollektor, einer Gaskammer, eingekapselt in eine Einzelzelle. Die Entladung in Wasser zur Erzeugung einer Wasserstoffelektrodenseite kann durch zirkulierenden Wasserstoff entladen werden und kann auch eine statische Entwässerungsmethode verwenden. Die Startzeit der Batterie beträgt nur 15 Minuten und eine sofortige Ausfallzeit als bei lithium-eisenphosphat-batterien, um umweltfreundlicher zu sein.

Die Vorteile von Wasserstoffbrennstoffzellen

1, Material und niedriger Preis

2, die Bedienung ist einfach,

3, Sicherheit

4, effizient,

5, keine Verschmutzung

Das Arbeitsprinzip der Wasserstoffbrennstoffzellen

Brennstoffzelle ist eine Art chemische Batterie, die bei chemischen Reaktionen die materielle Energiefreisetzung nutzt und diese direkt in elektrische Energie umwandelt. Von diesem Punkt an ist es und andere chemische Batterie wie Mangan-Trockenbatterie, Bleibatterie ähnlich. Wenn es funktioniert und kontinuierlich auf Material, Kraftstoff und Oxidationsmittel reagieren muss, ist es und andere übliche chemische Batterien nicht dasselbe. Da es sich bei dem Brennstoff durch chemische Reaktionen um die Freisetzung von Energie in die Stromabgabe handelt, spricht man von einer Brennstoffzelle. Insbesondere soll die Brennstoffzelle die Elektrolyse des Wasserumkehrreaktions- "Generators" verwenden. Es besteht aus dem Positiven und dem Negativen und dazwischen befindet sich die Kathodenelektrolytplatte. Anfänglich wird die Elektrolytplatte durch Elektrolyt in die poröse Platte geformt, befindet sich derzeit in der Entwicklung zur direkten Verwendung des Festelektrolyten.

Zum negativen Versorgungsbrennstoff (Wasserstoff) bei der Arbeit, zum positiven Zufuhroxidationsmittel (Luft, spielen eine Rolle von Komponenten im Sauerstoff). Wasserstoff an der Kathode wird in positive Ionen H + und elektronische e-Wasserstoffionen in den Elektrolyten und zerlegt die Elektronen entlang des externen Stromkreises bewegen sich zur Anode. Die Stromlast wurde in einen externen Stromkreis aufgenommen. An der positiven Elektrode absorbiert der Luftsauerstoff mit den Wasserstoffionen in der Elektrolytabsorption am positiven Elektron Wasser. Dies ist die Umkehrung des Wasserelektrolysereaktionsprozesses.

Nach dem Prinzip der Brennstoffzellen kann kontinuierlich an die externe Stromversorgung gearbeitet werden, so kann man es auch als "Generator" bezeichnen.

Im Allgemeinen muss beim Schreiben chemischer Reaktionsgleichungen für Brennstoffzellen der saure und alkalische Elektrolyt besonders berücksichtigt werden. Wenn die positive und negative Elektrodenreaktion nicht isoliert werden, kommt sie häufig in engem Kontakt mit der Elektrolytlösung. Wie Sauerstoff, Wasserstoffbrennstoffzellen, die zwei Arten von Säure und Alkali aufweisen, ist die Kathodenreaktion in der Säurelösung: 2 h2-4 e - = = 4 h + die positive Reaktion ist: O2 + 4 h + + 4 e ˉ = = 2 h2o.So in Alkalilösung, dann kann es kein H + geben, in saurer Lösung kann auch kein OH ˉ auftreten.

Wenn die Elektrolytlösung Alkali ist, ist die Salzlösung negativ reaktiv als: h2 + 4 oh ˉ 2-4 e ˉ = = 4 h20 ist extrem: O2 + 2 h2o + 4 e oh ˉ ˉ = = 4

Wenn die Elektrolytlösung eine Säurelösung ist, ist die Kathodenreaktion: 2 h 2-4 e ˉ = 4 h + (Kation), ist extrem: O 2 + 4 e ˉ + 4 h + = 2 h 2 o

Die Speicherregel lautet wie folgt:

Alkalische Bedingungen, an die man sich leicht erinnern kann, dass O2 und H2O positiv sind, e ˉ, 4 oh ˉ Koeffizient vor 1, 2, 2, 4, Gesamtreaktionsgleichungen am Minustyp können wieder verwendet werden. Unter sauren Bedingungen können leicht zu merkende negative reaktive (h + 4) + (4 e ˉ) = 2 h2 durch Transposition die erforderlichen Gleichungen erhalten, wobei die Gesamtreaktivität durch den positiven reaktiven Typ auf derselben reduziert wird.

Wasserstoff-Brennstoffzelle Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle

Mit Wasserstoff als Brennstoff und Sauerstoff als Oxidationsmittel wandeln Sie durch die Brennstoffverbrennungsreaktion chemische Energie in elektrische energiebatterien um.

Wasserstoffbrennstoffzellen arbeiten, liefern Wasserstoff an die Wasserstoffelektrode und liefern gleichzeitig Sauerstoff an die Sauerstoffelektrode. Unter der Einwirkung von Wasserstoff, Sauerstoff und Katalysator auf die Elektrode durch Elektrolyt entsteht Wasser. Zu diesem Zeitpunkt hat die Wasserstoffelektrode eine redundante Elektronik und ist negativ geladen, an der Sauerstoffelektrode ist sie aufgrund fehlender Elektronik positiv geladen. Nach dem Verarbeitungskreislauf ist dies ähnlich wie bei der Verbrennungsreaktion, die in einem kontinuierlichen Prozess durchgeführt werden kann.

Die Elektrodenreaktion

Wasserstoff-Kraftstoffbatterie (neutrales Medium)

Das Positive: O2 + 2 h2o + 4 e - -> 4 oh -

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

Gesamtreaktivität: 2 h2 + O2 = = 2 h2o

Wasserstoff Kraftstoff Batterie Batterie saures Medium ().

Das Positive: O2 + 4 h + + 4 e - -> 2 h2o

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

Gesamtreaktivität: 2 h2 + O2 = = 2 h2o

Wasserstoffbrennstoffzelle (alkalisches Medium):

Das Positive: O2 + 2 h2o + 4 e - -> 4 oh -

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

Gesamtreaktivität: 2 h2 + O2 = = 2 h2o

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