Hiện nay, xe chạy bằng pin nhiên liệu (FCV, Fuel Cell Vehicle) sử dụng hydrogen thay vì sử dụng xăng sẽ hiệu quả hơn cho các phương tiện sử dụng động cơ đốt trong, không gây ô nhiễm và giảm phát thải khí nhà kính, giúp con người ít phụ thuộc hơn vào nhiên liệu hoá thạch. Hệ thống pin nhiên liệu có cấu tạo và sơ đồ vận chuyển của nguyên liệu, sản phẩm như hình bên.

Phản ứng xảy ra trong pin hydrogen – oxygen như sau: 2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l)
Pin này hoạt động trong môi trường acid đồng thời nguyên liệu liên tục được nạp vào và sản phẩm được chuyển ra khỏi hai điện cực. Biết điện lượng được tính theo công thức: q = I.t = ne.F. Trong đó t là thời gian (s), I là cường độ dòng điện (A), ne là số mol electron trao đổi ở mỗi điện cực, F = 96485 C/mol.
a) Nếu phản ứng trong pin hydrogen – oxygen trao đổi một điện lượng là 121 mAh thì khối lượng nước thu được là 0,08 gam (Không làm tròn các phép tính trung gian, kết quả cuối cùng được làm tròn đến hàng phần trăm).
b) Pin nhiên liệu là thiết bị điện hoá biến đổi hoá năng thành điện năng.
c) Tại cathode, oxygen bị khử theo quá trình: O2 + 2H2O + 4e → 4OH–.
d) Trong quá trình pin hoạt động, electron di chuyển từ anode qua cathode.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai:
q = 121 mAh = 3600.121/1000 = 435,6C
—> ne = q/F = 4,5147E-3 mol
nH2O = nH2 = ne/2 = 2,2573E-3 mol
—> mH2O = 0,04 gam
(b) Đúng
(c) Sai, dung dịch điện li là H+ nên O2 bị khử tại cathode theo quá trình: O2 + 4H+ +4e → 2H2O.
(d) Đúng, khi pin hoạt động, electron di chuyển từ anode qua tải tiêu thụ đến cathode.
