4.1.4 燃料电池 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

绿色燃料电池 ——一阵氢风徐来 环保 节能 高效 第四章第一节——燃料电池 目录 情境 1 2 3 4 5 发展 前景 小结 收获 · 酸性燃料电池 · 碱性燃料电池 · 固体氧化物燃料电池 · 质子交换膜燃料电池 通过对氢氧燃料电池的分析，建立氢氧燃料电池过程系统认识的思维模型，提高对氢氧燃料电池本质的认识。 学习目标 学习目标 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 新能源汽车取代燃油汽车 是大势所趋！ 习总书记在党的人大指出：推动绿色发展，促进人与自然和谐共生，积极稳妥推进碳达峰碳中和，牢固树立绿水青山就是金山银山的理念。 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 为推动绿色发展，今年的1月31日，江西省发改委及能源局印发了《江西省氢能产业发展中长期规划》，统筹各地氢能产业发展，建设“赣鄱氢经济走廊”打造“氢清江西”绿色发展新动能。 国内首款氢燃料重卡诞生在江西！ 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 绿色燃料电池 ——一阵氢风徐来 环保 节能 高效 1839年英国物理学家Grove将两个铂电极的一端浸没于硫酸溶液中，另一端分别置于氢气和氧气中，检测到铂电极之间电流流动，因此，Grove被称为“燃料电池之父”。 1839 酸性燃料电池 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 学生活动一 实验 仪器：铅笔芯、海绵、导线、电源、开关、小风扇、烧杯 药品：0.2mol/L硫酸溶液 2 3 4 5 1 铅笔芯插入海绵 电解质溶液浸没海绵 两极与电源相连 两极与小风扇相连 观察现象 电解两分钟后 电压调至12V 铅笔芯 浸没硫酸溶液的海绵 风扇 电源 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 问题一：请同学们描述实验现象，你能得出什么结论？ 现象 小风扇迅速转动 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 结论 氢气和氧气在常温常压下能将化学能转化成电能 负极发生什么类型的反应？ 负极 电极反应式 正极发生什么类型的反应？ 电极反应式 正极 问题二 反应物是什么？ 反应物是什么？ H₂ O₂ eˉ H⁺ SO₄²⁻ 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 1 形成原电池是否一定需要两根活性不同的电极材料？ 2 为什么这里的氢氧燃料电池不需要两根活性不同的电极呢？电极的作用是什么? 电极材料不参与反应 导电 催化 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 问题三 1839 酸性燃料电池 1959 碱性燃料电池 1839 酸性燃料电池 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 1959年,培根借鉴前人研制经验，采用氢氧化钾水溶液电解质，纯氢和纯氧为燃料和氧化剂，多孔镍电极，扩大了催化剂种类，降低了电极材料成本。这个电池也称为培根电池。 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 学生活动二 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 请写出中性和碱性的电解质溶液燃料电池电极反应式 1839 酸性燃料电池 1959 碱性燃料电池 20世纪50年代末 固体氧化物 燃料电池 1959 碱性燃料电池 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 固体氧化物燃料电池 固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse）公司研制开发的。它以固体氧化锆-氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子 (02-）在其间通过。 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 学生活动三 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 2.氢气作为燃料时，请写出固态氧化物燃料电池的电极反应式。 1.这个固体氧化物燃料电池中的电解质存在什么离子，离子移动方向是怎样的？ 1839 酸性燃料电池 1959 碱性燃料电池 20世纪50年代末 固体氧化物 燃料电池 21世纪 质子交换膜 燃料电池 20世纪50年代末 固体氧化物 燃料电池 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 20世纪五十年代，美国通用公司研发了质子交换膜燃料电池，进入21世纪，以质子交换膜燃料电池为基础的交通工具不断向前发展。质子交换膜燃料电池是在电动汽车上最有应用前景的电力能源之一。 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 学生活动四 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 请写出质子交换膜燃料电池的电极反应式。 质子交换膜 燃料电池 温度低 启动快 无泄漏 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 收 获 小 结 前 景 发 展 情 境 膜电极技术比较依赖国外 制氢加氢技术消耗电能大 氢能源储存困难 收 获 小 结 前 景