在燃料電池中，將鉑絲插入KOH溶液中作為電極，甲烷和氧氣分別通入兩極片上，從而形成燃料電池。負極上，甲烷失電子發生氧化反應，生成二氧化碳和水，電極反應式為：CH? + 10OH? - 8e? = CO?2? + 7H?O。正極上，氧氣得電子發生還原反應，與水反應生成氫氧根離子，反應式為：CH? + 2O? + 2OH? = CO?2? + 3H?O。在鉛酸蓄電池中，PbO?作為正極材料，發生還原反應，電極反應式為：PbO? + 2e? + 4H? + SO?2? = PbSO? + 2H?O。鉛作為負極材料，在放電過程中失電子發生氧化反應，電極反應式為：Pb + SO?2? - 2e? = PbSO?。由于硫酸參與反應且生成水，導致溶液中溶質的量減少，溶劑的量增大，溶液的密度減小，氫離子濃度降低，溶液pH值增大。當生成0.05mol氯氣時，轉移電子的物質的量為0.1mol。根據鉛酸蓄電池的電池反應式PbO? + Pb + 2H?SO? = 2PbSO? + 2H?O，轉移0.1mol電子時消耗的硫酸的物質的量為0.1mol。在燃料電池中，負極發生的氧化反應和正極發生的還原反應共同決定了電池的電壓和電流。在鉛酸蓄電池中，PbO?作為正極材料，Pb作為負極材料，它們通過電解液進行電子傳遞，實現能量的轉換。溶液中氫離子濃度的降低導致pH值增大，這反映了反應過程中溶液性質的變化。燃料電池和鉛酸蓄電池是兩種常見的電池類型，它們通過不同的電極反應和電解液實現了能量的儲存和釋放。在燃料電池中，甲烷和氧氣的反應生成二氧化碳和水，釋放出電能；在鉛酸蓄電池中，鉛和硫酸的反應生成硫酸鉛和水，同樣釋放出電能。這兩類電池在不同的應用場景中發揮著重要作用。燃料電池和鉛酸蓄電池的電極材料、電解液以及電極反應的不同，決定了它們在能量轉換和儲存過程中的特點。燃料電池的效率較高，適用于需要持續供電的場合；而鉛酸蓄電池結構簡單，成本較低，適用于需要頻繁充放電的場合。了解這些電池的工作原理和特點，有助于我們更好地選擇和應用合適的電池類型。詳情