Общая химия. Горохов А.А. - 131 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ОГУ | Оренбург

Составители: 

Рубрика: 

131
где М – проводник 1-го рода, играющий роль катализатора электродного
процесса и токоотвода. На аноде элемента протекает реакция окисления
водорода по уравнению:
OH2e2ОН2Н
2
_
2
=−+
−
На катоде восстанавливается кислород
−
=++ OH2e2OHO
2
1
_
22
Во внешней цепи происходит движение электронов от анода к катоду, а в
растворе – движение ионов ОН
-
от катода к аноду. Суммированием уравнений
анодной и катодной реакций получаем уравнение токообразующей реакции:
ОНО
2
1
Н
222
=+
В результате протекания этой реакции в цепи генерируется постоянный
ток и химическая энергия непосредственно превращается в электрическую.
Топливные элементы характеризуются ЭДС, напряжением, мощностью и
КПД. ЭДС элемента можно рассчитать по уравнению. Например, стандартная
ЭДС ТЭ равна:
В 23,1
моль)кДж/(В 5,962
кДж/моль 237
F2
G
Е
0
298
0
э
=
⋅⋅
−
−=
∆
−=
где
0
298
G∆ - стандартная энергия Гиббса образования воды при 298 К.
Особую роль в топливных элементах играют электроды, поскольку они
определяют электродную поляризацию и соответственно поляризацию
элемента. Для увеличения поверхности применяют пористые электроды,
изготовленные из мелких порошков металла или угля.
В качестве катализаторов электродов ТЭ используются металлы
платиновой группы. На этих электродах при 25-100
0
С удается достичь высоких
скоростей восстановления кислорода и окисления водорода при относительно
невысоких поляризациях. Такие ТЭ называют низкотемпературными. Ионными
проводниками в них служат растворы КОН, Н
3
РО
4
или ионообменные 
где М – проводник 1-го рода, играющий роль катализатора электродного
процесса и токоотвода. На аноде элемента протекает реакция окисления
водорода по уравнению:
                                            _
                            Н 2 + 2ОН − − 2 e = 2H 2 O
     На катоде восстанавливается кислород
                                                _
                            1 O + H O + 2 e = 2OH −
                             2 2   2


     Во внешней цепи происходит движение электронов от анода к катоду, а в
растворе – движение ионов ОН- от катода к аноду. Суммированием уравнений
анодной и катодной реакций получаем уравнение токообразующей реакции:

                               Н 2 + 1 О 2 = Н 2О
                                      2
     В результате протекания этой реакции в цепи генерируется постоянный
ток и химическая энергия непосредственно превращается в электрическую.
     Топливные элементы характеризуются ЭДС, напряжением, мощностью и
КПД. ЭДС элемента можно рассчитать по уравнению. Например, стандартная
ЭДС ТЭ равна:
                     ∆G 0298        − 237 кДж/моль
                Е =−
                  0
                             =−                         = 1,23 В
                                2 ⋅ 96,5 кДж/(В ⋅ моль)
                  э
                      2F
где ∆G 0298 - стандартная энергия Гиббса образования воды при 298 К.
     Особую роль в топливных элементах играют электроды, поскольку они
определяют    электродную    поляризацию            и   соответственно   поляризацию
элемента. Для увеличения поверхности применяют пористые электроды,
изготовленные из мелких порошков металла или угля.
     В качестве катализаторов электродов ТЭ используются металлы
платиновой группы. На этих электродах при 25-1000С удается достичь высоких
скоростей восстановления кислорода и окисления водорода при относительно
невысоких поляризациях. Такие ТЭ называют низкотемпературными. Ионными
проводниками в них служат растворы КОН, Н3РО4 или ионообменные



                                                                                 131

Страницы