Các pin nhiên liệu chuyển hóa năng lượng hóa học thành năng lượng điện, được quan tâm phát triển vì là nguồn năng lượng không phát thải. Một nhóm các nhà nghiên cứu đã thiết kế ra pin nhiên liệu sử dụng đường mía (sucrose C12H22O11) theo mô hình bên dưới:
Ban đầu, ion vanadyl VO2+ ở hai khoang A và B tồn tại trong môi trường acid mạnh. Trong khoang A1,VO2+ bị khử thành V3+; sucrose bị oxi hóa thành CO2 và H2O. Trong khoang B1, không khí được bơm vào để ion vanadyl bị oxi hóa bởi oxygen thành ion pervanadyl VO2+. Tiếp theo, dung dịch với cation V3+ được bơm vào khoang A2 và dung dịch với ion pervanadyl được bơm vào khoang B2. Hệ thống pin ở trung tâm chịu trách nhiệm sản sinh dòng điện gồm các điện cực trơ và màng ngăn xốp kết nối hai khoang A2 và B2.
– Cho các phản ứng xảy ra ở khoang:
+ A1: C12H22O11 + VO2+ + H+ → CO2 + H2O + V3+. (1)
+ B1: VO2+ + O2 → VO2+ + H+ (2)
Thể tích không khí (chứa 20% O2 về thể tích) cần sử dụng ở khoang B1 bằng bao nhiêu lit? Nếu 10,0 gam sucrose được tiêu thụ ở khoang A1.
A. 43,49. B. 173,96. C. 3,62. D. 18,1.
Câu trả lời tốt nhất
Phản ứng của pin:
C12H22O11 + 12O2 —> 12CO2 + 11H2O
—> V không khí = 24,79.10.12/(342.20%) = 43,49 L