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不同條件下氫氧燃料電池中的電極反應(yīng)

化學(xué)先生 / 2019-06-06

氫氧燃料電池的負(fù)極上發(fā)生的是氫氣被氧化為H﹢的反應(yīng)，如果該反應(yīng)是在堿性條件下進(jìn)行的，生成的H+瞬即與溶液中大量存在的OH﹣結(jié)合生成水。因此，實(shí)際發(fā)生的電極反應(yīng)為:

H?+20H﹣－2e﹣＝2H?O,

如果在酸性條件或中性條件下，電極反應(yīng)為:

H?-2e-＝ 2H﹢

類(lèi)似地，在氫氧燃料電池的正極，氧氣中氧元素被還原為-2價(jià)。通常情況下，-2價(jià)的氧原子在水溶液中不能獨(dú)立存在，它只能存在于含氧化合物中。在氫氧燃料電池中，-2價(jià)的氧原子則只能存在于水分子和OH﹣中。如果是酸性條件，還原產(chǎn)生的-2價(jià)的氧原子與周?chē)腍﹢結(jié)合生成水，電極反應(yīng)為:

O?+ 4H﹢+ 4e﹣＝2H?O

如果反應(yīng)條件為中性或堿性，-2 價(jià)的氧原子主要存在于OH﹣中，因此電極反應(yīng)為:

O?+2H?O+4e﹣＝4OH﹣

由此可見(jiàn)，書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式時(shí)，除了應(yīng)該考慮反應(yīng)前后有電子轉(zhuǎn)移的元素的原子得失電子的情況外，還必須考慮這些元素形成的物質(zhì)在溶液中的主要存在形式。

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