Vraag 28Waterstofbromide-flowbatterij

Om duurzame energie betaalbaar op te slaan, hebben onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven een batterij ontwikkeld die voldoende zonne-energie kan opslaan om een kantoor enkele weken van elektrische energie te voorzien. Deze batterij is een waterstofbromide-flowbatterij (HBFB) en heeft

De HBFB bevat vijftig elektrochemische cellen die met elkaar zijn verbonden. Elke elektrochemische cel bestaat uit twee halfcellen: een HBr -halfcel en een H -halfcel. Zie figuur 1. De HBr -halfcel bevat een 2 poreuze elektrode van koolstof waar de zure HBr -oplossing doorheen wordt gepompt. De H -h

Uitwerkbijlage

Deze vraag beantwoord je op de uitwerkbijlage. Print hem en vul hem in, of neem de figuur over op papier. Stuur daarna een foto van wat je hebt ingevuld.

Foto van je antwoord

Schreef je op papier? Maak een foto van de ingevulde uitwerkbijlage. Je foto blijft privé en de nakijker leest hem. Zet je naam er niet op.

Hoe pak je dit aan?

Bepaal eerst bij welke halfreactie elektronen ontstaan en bij welke ze worden verbruikt.
Bij deze vraag geldt het opladen, dus kijk naar de halfreacties van het opladen en niet van het ontladen.
Daarna trek je de pijl voor de elektronen in de stroomdraad en laat je de H+-ionen door het membraan de lading in de cel in evenwicht houden.

Hier verliezen leerlingen punten

Teken de pijl voor de elektronen en die voor de H+-ionen zo dat ze met elkaar kloppen, anders verlies je een punt.
Zet het gevraagde bijschrift bij elke pijl, want zonder bijschrift kan de pijl niet beoordeeld worden.
Let op dat het om opladen gaat, want bij ontladen lopen de stromen anders, en dat leidt vaak tot een verkeerde richting.

Oxidatie en reductie in een elektrochemische celElektronenstroom door de stroomdraad bij opladenIonenstroom door een membraan en ladingsbalans

Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.

Hulp nodig?

De vraag als tekst

Om duurzame energie betaalbaar op te slaan, hebben onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven een batterij ontwikkeld die voldoende zonne-energie kan opslaan om een kantoor enkele weken van elektrische energie te voorzien. Deze batterij is een waterstofbromide-flowbatterij (HBFB) en heeft de grootte van een aantal zeecontainers. Een HBFB bevat een oplossing van het zuur waterstofbromide ( HBr ) in water. Deze oplossing bevat de deeltjes H + (aq) en Br – (aq). De zure oplossing wordt door een pomp door de batterij gepompt. Een laagje polypropeen aan de binnenzijde van de pomp beschermt deze tegen de hoge zuurgraad.

De HBFB bevat vijftig elektrochemische cellen die met elkaar zijn verbonden. Elke elektrochemische cel bestaat uit twee halfcellen: een HBr -halfcel en een H -halfcel. Zie figuur 1. De HBr -halfcel bevat een 2 poreuze elektrode van koolstof waar de zure HBr -oplossing doorheen wordt gepompt. De H -halfcel bevat ook een poreuze elektrode van 2 koolstof. De halfcellen worden van elkaar gescheiden door een membraan dat H + -ionen doorlaat. figuur 1 Wanneer een HBFB voor de eerste keer wordt opgeladen, worden in de HBr -halfcel de Br – -ionen omgezet tot Br – -ionen. In de H -halfcel worden 3 2 H + -ionen die door het membraan zijn gegaan, omgezet tot waterstofgas. Tijdens het opladen treden de volgende halfreacties op: HBr -halfcel: 3 Br – (aq) → Br – (aq) + 2 e – 3 H -halfcel: 2 H + (aq) + 2 e – → H (g) 2 2

Op de uitwerkbijlage is de elektrochemische cel nogmaals schematisch weergegeven.

Geef in de figuur op de uitwerkbijlage aan in welke richting de elektronen zich door de stroomdraad verplaatsen en in welke richting H + -ionen zich door het membraan verplaatsen tijdens het opladen . Doe dit door het tekenen van: − een pijl met het bijschrift e – bij de stroomdraad; − een pijl met het bijschrift H + door het membraan.