Vraag 32Ademende flowbatterij
Schreef je op papier? Maak een foto van je uitwerking op papier. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.
Hoe pak je dit aan?
- Bekijk eerst de halfreactie bij elektrode A en let op welke deeltjes daarin ontstaan.
- Denk daarna na over wat de pH van een oplossing bepaalt.
- Trek een conclusie over de pH en onderbouw die met de halfreactie.
Hier verliezen leerlingen punten
- Schrijf niet alleen hoger of lager op, maar geef ook de reden die bij de reactie past.
- Gebruik de halfreactie van elektrode A en niet die van elektrode B, want de vraag gaat over A.
- Controleer of je conclusie klopt met wat je over de ontstane deeltjes hebt opgeschreven.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
De vraag als tekst
Steeds meer elektrische energie wordt duurzaam opgewekt, bijvoorbeeld met behulp van zonnecellen. Hierdoor stijgt de vraag naar betaalbare opslag van energie. Een Amerikaans onderzoeksteam onder leiding van professor Chiang heeft daarom een ‘flowbatterij’ ontwikkeld op basis van goedkope stoffen zoals natriumpolysulfide ( Na S ). 2 4
In figuur 1 is de flowbatterij schematisch weergegeven. figuur 1 halfcel A halfcel B zuurstofdoorlatend membraan elektrode A elektrode B voorraadvat A voorraadvat B H O S 2 3 2 4 O Na + Na + 2 3 2 + S 2 H pomp pomp Na + -doorlatend membraan De twee halfcellen A en B zijn ieder verbonden met een voorraadvat en zijn van elkaar gescheiden door een membraan dat Na + -ionen doorlaat. Tijdens het gebruik van de flowbatterij worden de oplossingen uit de voorraadvaten langs de elektroden gepompt (de ‘flow’). De elektroden reageren zelf niet mee. Wanneer de batterij nog niet is opgeladen, bevatten halfcel A en het daarop aangesloten voorraadvat A een oplossing van natriumsulfaat en zwavelzuur. Halfcel B en het daarop aangesloten voorraadvat B bevatten in niet opgeladen toestand een natriumpolysulfide-oplossing. Om nevenreacties te voorkomen, wordt de pH in halfcel B verhoogd. Hiervoor is 3,0 M natriumhydroxide-oplossing gebruikt.
Tijdens het opladen treden de volgende halfreacties op: elektrode A: 2 H O → O + 4 H + + 4 e – (halfreactie 1) 2 2 elektrode B: S 2– + 2 e – → 2 S 2– (halfreactie 2) 4 2
Leg uit of de pH van de oplossing bij elektrode A door het opladen hoger of lager wordt.