化学：燃料电池的总反应是都一样的吗？是什么？

【专家解说】：燃料电池是一种不经燃烧，将燃料的化学能经过电化学反应直接转变为电能的装置。一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同，负极发生氧化反应，正极发生还原反应，不过要注意溶液环境（即酸性、碱性或中性）一般电解质溶液要参与电极反应。现以氢氧燃料电池和甲烷燃料电池为例进行说明： 氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）做电极材料，负极通入H2，正极通入 O2。 （1）电解质若为中性 正极：O2 + 4e- = 2O2- 负极：H2 +2e- = 2H+ 总反应为：2H2 + O2 = 2H2O （2）电解质若选用KOH。 在负极上氢气失去电子变成 H+进入溶液，H+又与溶液中的OH-继续反应生成H2O，因此在负极发生的反应为 H2 – 2e- = 2H+ ,H+ + 2OH- = H2O,所以负极的电极反应式为：H2 – 2e- + 2OH- = 2H2O； 正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- = 2O2- ，O2-在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-即：O2- + H2O = 2OH- ，因此正极反应式为：O2 + H2O + 4e- = 4OH- ； 总反应为：2H2 + O2 = 2H2O。 （2）若在酸性条件下， 负极反应式为：H2 +2e- = 2H+ 正极反应式为：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 〔 O2 + 4e- = 2O2- ，2O2- + 4H+ = 2H2O 〕 总反应为：2H2 + O2 = 2H2O 又如：甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH溶液 因为甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O。 负极反应有： CH4 – 8e- + 8OH- = CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- = CO32- + H2O， 负极反应式为：CH4 + 10OH- + 8e- = CO32- + 7H2O 正极发生的反应有：O2 + 4e- = 2O2- 和O2- + H2O = 2OH- 所以正极反应式为：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-