[興倫智能課堂] 化學電池內的氧化還原反應

第一節氫氧燃料電池

氫氧燃料電池

燃料電池是一種把燃料的化學能轉化為電能的裝置。與簡單化學電池的差異在於：只要持續供給燃料就可以不停的運作，而不需要充電。

氫氧燃料電池是由一種電解質溶液和兩個電極組成的。

氫和氧流過電極時，會在催化劑的作用下發生氧化還原反應，從而產生電能。

右側動畫中，展示了氫氧燃料電池的工作原理。下面，請同學們根據下列題目的指引，點擊相應的部分，以查看燃料電池的組成和原理。

根據右側畫面可知：電池被兩個電極分割成三個間隔。其中：

分別點擊電池的左右兩個間隔，以查看兩個電極上進行的化學反應，並回答以下問題。

負電極上，
- 氫失去
- 氧失去
- 氫獲得
- 氧獲得
電子；而正電極上，
- 氫失去
- 氧失去
- 氫獲得
- 氧獲得
電子。
負電極的離子半反應式為：
- \({{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \text{+}\ \text{2O}{{\text{H}}^{-}}\text{(aq)}\ \to \ \text{2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{l} \right)\ \text{+}\ \text{2}{{\text{e}}^{-}}\)
- \({{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \text{+}\ \text{2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{l} \right)\ \text{+}\ \text{4}{{\text{e}}^{-}}\ \to \ \ \text{4O}{{\text{H}}^{-}}\text{(aq)}\)
；
正電極的離子半反應式為：
- \({{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \text{+}\ \text{2O}{{\text{H}}^{-}}\text{(aq)}\ \to \ \text{2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{l} \right)\ \text{+}\ \text{2}{{\text{e}}^{-}}\)
- \({{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \text{+}\ \text{2}{{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{l} \right)\ \text{+}\ \text{4}{{\text{e}}^{-}}\ \to \ \ \text{4O}{{\text{H}}^{-}}\text{(aq)}\)
。
電池的總反應式為：
\({{\text{H}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \text{+}\) \({{\text{O}}_{\text{2}}}\left( \text{g} \right)\ \to \ \) \({{\text{H}}_{\text{2}}}\text{O}\left( \text{l} \right)\)

氫氧燃料電池的組成及工作原理