Samenvatting hoofdstuk 17 en 18
Accu’s en brandstofcellen
§17.2 Elektrochemische cellen = cellen waarin chemische energie wordt omgezet in elektrische
energie. Hierin vinden redoxreacties plaats. Er zijn hierbij twee reactievaten betrokken. Deze worden
de halfcellen genoemd. In het ene reactievat vindt een reactie van een oxidator plaats en in het
andere vat de reactie van de reductor. De elektronen die vrijkomen bij de reductor gaan via de
stroomdraad naar de oxidator. Deze elektronenstroom kun je gebruiken als energiebron. Ook zijn de
twee halfcellen met elkaar verbonden d.mv. een zoutbrug of membraan. Dit zorgt voor
ionentransport en dus voor een gesloten stroomkring.
Reductor = negatieve elektrode, want de elektronen gaan van min naar plus.
Oxidator = positieve elektrode, want hier komen de elektronen naartoe.
De sterkste reductor reageert in de ene halfcel en in de andere de sterkste oxidator. Om de
bronspanning te bepalen van een elektrochemische cel doe je: ΔV0 = VOX, 0 – VRED, 0 in Volt.
§17.3 Elektrolyt = een vulmiddel wat ervoor zorgt dat er een gesloten stroomkring ontstaat. Dit heeft
dezelfde functie als een membraan of zoutbrug.
Een oplaadbare batterij is een batterij waarbij de reactie omkeerbaar zijn. De gevormde reactie
verlopen terug tot beginproducten. Een voorwaarde is dat de stoffen die bij de stroomlevering
ontstaan in de halfcellen bij de elektrodes blijven.
Elektrolyse = een reactie waarbij elektrische energie wordt omgezet in chemische energie, waarbij
een batterij of accu oplaat. De oxidator is nu de negatieve elektrode en de reductor de positieve
elektrode.
Brandstofcel = een elektrochemische cel die kleiner/lichter is en meer energie kan bevatten dan een
batterij of accu. In de ene halfcel wordt continu zuurstof gevoerd en in de andere cel een brandstof.
Dit kan methaan, waterstof of methanol zijn. De totaalreactie is gelijk aan de verbranding van de
brandstof.
Voordelen waterstof als brandstof:
- Er ontstaat alleen maar waterstof en geen koolstofdioxide. Dit is duurzaam.
- Als de energie voor de elektrolyse m.b.v. zon of windenergie wordt verkregen is het
duurzaam.
Nadelen waterstof als brandstof:
- Waterstof zelf is geen energiebron, dus het moet eerst verkregen worden. Hier zijn fossiele
brandstoffen voor nodig en komt koolstofdioxide bij vrij. Dus is waterstof verkrijgen niet
duurzaam.
- Waterstof heeft een lage dichtheid waardoor het lastig is om het op te slaan en te
transporteren.
§17.4 Energiedichtheid = de hoeveelheid energie per volume-eenheid. De energiedichtheid van
waterstof is kleiner dan die van fossiele brandstoffen. Hierdoor heb je een grotere batterij van
waterstof nodig dan van benzine.
Kwaliteit van energie = het nuttig gebruikte deel van de energie. De kwaliteit van de energie
vermindert steeds omdat er ook chemische energie wordt omgezet in warmte.
Accu’s en brandstofcellen
§17.2 Elektrochemische cellen = cellen waarin chemische energie wordt omgezet in elektrische
energie. Hierin vinden redoxreacties plaats. Er zijn hierbij twee reactievaten betrokken. Deze worden
de halfcellen genoemd. In het ene reactievat vindt een reactie van een oxidator plaats en in het
andere vat de reactie van de reductor. De elektronen die vrijkomen bij de reductor gaan via de
stroomdraad naar de oxidator. Deze elektronenstroom kun je gebruiken als energiebron. Ook zijn de
twee halfcellen met elkaar verbonden d.mv. een zoutbrug of membraan. Dit zorgt voor
ionentransport en dus voor een gesloten stroomkring.
Reductor = negatieve elektrode, want de elektronen gaan van min naar plus.
Oxidator = positieve elektrode, want hier komen de elektronen naartoe.
De sterkste reductor reageert in de ene halfcel en in de andere de sterkste oxidator. Om de
bronspanning te bepalen van een elektrochemische cel doe je: ΔV0 = VOX, 0 – VRED, 0 in Volt.
§17.3 Elektrolyt = een vulmiddel wat ervoor zorgt dat er een gesloten stroomkring ontstaat. Dit heeft
dezelfde functie als een membraan of zoutbrug.
Een oplaadbare batterij is een batterij waarbij de reactie omkeerbaar zijn. De gevormde reactie
verlopen terug tot beginproducten. Een voorwaarde is dat de stoffen die bij de stroomlevering
ontstaan in de halfcellen bij de elektrodes blijven.
Elektrolyse = een reactie waarbij elektrische energie wordt omgezet in chemische energie, waarbij
een batterij of accu oplaat. De oxidator is nu de negatieve elektrode en de reductor de positieve
elektrode.
Brandstofcel = een elektrochemische cel die kleiner/lichter is en meer energie kan bevatten dan een
batterij of accu. In de ene halfcel wordt continu zuurstof gevoerd en in de andere cel een brandstof.
Dit kan methaan, waterstof of methanol zijn. De totaalreactie is gelijk aan de verbranding van de
brandstof.
Voordelen waterstof als brandstof:
- Er ontstaat alleen maar waterstof en geen koolstofdioxide. Dit is duurzaam.
- Als de energie voor de elektrolyse m.b.v. zon of windenergie wordt verkregen is het
duurzaam.
Nadelen waterstof als brandstof:
- Waterstof zelf is geen energiebron, dus het moet eerst verkregen worden. Hier zijn fossiele
brandstoffen voor nodig en komt koolstofdioxide bij vrij. Dus is waterstof verkrijgen niet
duurzaam.
- Waterstof heeft een lage dichtheid waardoor het lastig is om het op te slaan en te
transporteren.
§17.4 Energiedichtheid = de hoeveelheid energie per volume-eenheid. De energiedichtheid van
waterstof is kleiner dan die van fossiele brandstoffen. Hierdoor heb je een grotere batterij van
waterstof nodig dan van benzine.
Kwaliteit van energie = het nuttig gebruikte deel van de energie. De kwaliteit van de energie
vermindert steeds omdat er ook chemische energie wordt omgezet in warmte.
