能源耗竭的救星—氫氧燃料電池 | 蔬菜好營養
![能源耗竭的救星—氫氧燃料電池](https://i.imgur.com/4LfH9YV.jpg)
2015年10月3日—相信大家在國中時都曾學過水的電解反應,水於陽極處發生氧化反應產生氧氣,於陰極的地方發生還原反應生成氫氣,利用提供的電能產生化學能,反應式如下 ...
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能源耗竭的救星—氫氧燃料電池 國立臺灣大學環境工程研究所 劉瑀萱
由於近年來油價的飆漲,全球能源頗具有面臨枯竭的隱憂。另一方面,石化燃料燃燒後所排放的廢氣,更是導致溫室效應的一大元兇。《京都議定書》訂定溫室氣體減量的目標,許多已開發國家更致力於發展替代性能源。以氫氧為燃料的燃料電池,具有零汙染、高電能轉換率、低噪音以及可再生性等特點,已成為全球寄望的綠色能源。接著本文開始介紹氫氧燃料電池的原理及其應用。
相信大家在國中時都曾學過水的電解反應,水於陽極處發生氧化反應產生氧氣,於陰極的地方發生還原反應生成氫氣,利用提供的電能產生化學能,反應式如下:
$$mathrm{2H_2O ightarrow 2H_2+O_2,~~~Delta V=1.23(V)}$$
氫氧燃料電池即為水之電解的逆反應,透過氧化還原反應將燃料中的化學能轉換為電能,透過燃料也就是氫氣,於發電過程中利用不斷供應的氧氣與燃料穩定發電。
氫氧燃料電池的原理如下:
氧氣在陰極與水結合形成氫氧根離子,氫氧根離子游離到陽極與氫離子結合,形成水,所釋放出來的電子形成電流。氫氧燃料電池的半反應、全反應式及示意圖如下: 半反應:
陽極:$$mathrm{H_2+2OH- ightarrow 2H_2O+2e-}$$ 陰極:$$mathrm{H_2O+2e-+frac{1}{2}O_2 ightarrow 2OH-}$$ 全反應:$$mathrm{H_2+frac{1}{2}O_2 ightarrow H_2O}$$圖一 氫氧燃料電池反應示意圖(本文作者繪)
燃料電池具有直接汲取化學能的優勢,主要燃料以氫氣為主,透過氫氣與氧氣的電化學反應產生電能與熱能,且熱能遠低於一般燃燒石油所產生的熱值,故有「冷燃燒」之說法。...
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