Vraag 33Ademende 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 welke halfreactie plaatsvindt bij het opladen en welke bij het leveren van energie.
- Kijk daarna naar halfreactie 1 en bepaal of zuurstof daarin ontstaat of wordt gebruikt.
- Koppel die conclusie aan het inademen of uitademen en verwijs in je antwoord naar de halfreactie.
Hier verliezen leerlingen punten
- Geef niet alleen het antwoord inademen of uitademen, want er is een verwijzing naar een gegeven uit de halfreacties nodig.
- Let op dat je opladen en leveren van energie niet door elkaar haalt, want dan kom je bij de verkeerde kant uit.
- Noem bij de koppeling expliciet of zuurstof ontstaat of verdwijnt, zodat duidelijk is waarom je tot je keuze komt.
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
Chiang stelt dat deze batterij als het ware zuurstof in- en uitademt.
Leg uit of de batterij tijdens het leveren van energie zuurstof inademt of juist uitademt. Doe dit aan de hand van een gegeven uit de halfreacties.