Scheikunde – 6V – Hoofdstuk 17 – Accu’s en brandstofcellen
Elektrochemische cel
Elektrochemische cellen: batterijen en accu’s
- Chemische energie wordt omgezet in elektrische energie door
redoxreacties op afstand
- Halfcellen: hierin verloopt óf de reactie van de oxidator óf de reactie van
de reductor
- Stroomdraad: elektronenoverdracht van kant reductor naar kant oxidator
Daniellcel: eerste elektrochemische cel die een behoorlijke hoeveelheid stroom
kon leveren
- Zinkelektrode: Zn(s) Zn2+ + 2 e- reductor negatieve elektrode
- Koperelektrode: Cu2+ + 2 e- Cu(s) oxidator positieve elektrode
- Zoutbrug/membraan: zorgt voor gesloten stroomkring. Zo kunnen ionen
verplaatsen
Bronspanning: ∆ V o=V o ( ox )−V o ( ¿ )
Batterijen en brandstofcellen
Elektrolyt: geleidend vulmiddel, in plaats van een zoutbrug of membraan zorgt
dit ook voor een gesloten stroomkring
Staafbatterij: elektrolyt is een pasta, reactieproducten verspreiden zich door
pasta niet oplaadbaar
- Negatieve elektrode: zinken omhulsel
- Positieve elektrode: koolstofstaaf in contact met oxidator bruinsteen
Oplaadbare batterij (autoaccu): twee loodplaten in een bak met
zwavelzuuroplossing. Door neerslagreactie met sulfaat blijven reactieproducten
op de elektrodes waar ze ontstaan, waardoor de reacties ook weer terug kunnen
verlopen.
- Negatieve elektrode: lood
- Positieve elektrode: loodplaat met laag lood(IV)oxide
Elektrolyse: elektrische energie wordt omgezet in chemische energie, reacties
verlopen in omgekeerde richting. Reactieproducten stroomlevering worden
omgezet in beginstoffen. Oxidator reageert aan de negatieve elektrode en
reductor reageert aan de positieve elektrode.
Brandstofcel: elektrochemische cel waar in de ene halfcel continu zuurstof
wordt gevoerd en in de andere halfcel een brandstof. Klein, licht en geen zware
metalen of andere milieuvervuilende stoffen.
Energiedrager: bijv. waterstof, komt niet voor in de bodem, zoals aardgas, en is
dus geen energiebron
Elektrolyse van water:
- Positieve elektrode: 2H2O O2 + 4H+ + 4 e-
- Negatieve elektrode: 2 H2O + 2 e- H2 + 2 OH-
Waterstof heeft een lage dichtheid, waardoor opslag en transport moeilijk is.
De elektrische auto
Elektrochemische cel
Elektrochemische cellen: batterijen en accu’s
- Chemische energie wordt omgezet in elektrische energie door
redoxreacties op afstand
- Halfcellen: hierin verloopt óf de reactie van de oxidator óf de reactie van
de reductor
- Stroomdraad: elektronenoverdracht van kant reductor naar kant oxidator
Daniellcel: eerste elektrochemische cel die een behoorlijke hoeveelheid stroom
kon leveren
- Zinkelektrode: Zn(s) Zn2+ + 2 e- reductor negatieve elektrode
- Koperelektrode: Cu2+ + 2 e- Cu(s) oxidator positieve elektrode
- Zoutbrug/membraan: zorgt voor gesloten stroomkring. Zo kunnen ionen
verplaatsen
Bronspanning: ∆ V o=V o ( ox )−V o ( ¿ )
Batterijen en brandstofcellen
Elektrolyt: geleidend vulmiddel, in plaats van een zoutbrug of membraan zorgt
dit ook voor een gesloten stroomkring
Staafbatterij: elektrolyt is een pasta, reactieproducten verspreiden zich door
pasta niet oplaadbaar
- Negatieve elektrode: zinken omhulsel
- Positieve elektrode: koolstofstaaf in contact met oxidator bruinsteen
Oplaadbare batterij (autoaccu): twee loodplaten in een bak met
zwavelzuuroplossing. Door neerslagreactie met sulfaat blijven reactieproducten
op de elektrodes waar ze ontstaan, waardoor de reacties ook weer terug kunnen
verlopen.
- Negatieve elektrode: lood
- Positieve elektrode: loodplaat met laag lood(IV)oxide
Elektrolyse: elektrische energie wordt omgezet in chemische energie, reacties
verlopen in omgekeerde richting. Reactieproducten stroomlevering worden
omgezet in beginstoffen. Oxidator reageert aan de negatieve elektrode en
reductor reageert aan de positieve elektrode.
Brandstofcel: elektrochemische cel waar in de ene halfcel continu zuurstof
wordt gevoerd en in de andere halfcel een brandstof. Klein, licht en geen zware
metalen of andere milieuvervuilende stoffen.
Energiedrager: bijv. waterstof, komt niet voor in de bodem, zoals aardgas, en is
dus geen energiebron
Elektrolyse van water:
- Positieve elektrode: 2H2O O2 + 4H+ + 4 e-
- Negatieve elektrode: 2 H2O + 2 e- H2 + 2 OH-
Waterstof heeft een lage dichtheid, waardoor opslag en transport moeilijk is.
De elektrische auto
