Vraag 29Waterstofbromide-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?
- Kijk naar de stof uit de vraag en welke deeltjes erin zitten, met hun lading.
- Schrijf de formule op met de verhouding die de lading van de deeltjes klopt.
- Denk na over welke eigenschap van die stof het gevaar bij een lekkage kleiner maakt, en leg met een reden uit waarom.
Hier verliezen leerlingen punten
- Let op de verhouding tussen de deeltjes in de formule, want een verkeerde verhouding kost al een punt.
- Geef in je uitleg een reden, want een losse bewering zonder toelichting levert geen punt op.
- Koppel je uitleg aan de stof in de opvangbak en de zure oplossing uit de tekst, niet alleen aan algemene kennis.
Met een gratis account wordt je antwoord nagekeken per scorepunt, volgens het officiële correctievoorschrift. Wat je hier typt, blijft bewaard.
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.
Figuur 2 geeft een vereenvoudigde weergave van de HBFB. In plaats van 50 elektrochemische cellen zijn er maar 5 getekend. figuur 2 De HBr -halfcellen zijn aangesloten op een voorraadvat met HBr -oplossing. Hierin komt na het opladen ook Br – terecht. Uit voorzorg 3 is rond dit voorraadvat een opvangbak met calciumcarbonaat geplaatst. Wanneer de zure HBr -oplossing zou lekken, ontstaat een gevaarlijke situatie. Het calciumcarbonaat vermindert dit gevaar.
Geef de formule van calciumcarbonaat en leg uit dat calciumcarbonaat het gevaar vermindert bij een lekkage van HBr -oplossing. Noteer je antwoord als volgt: formule calciumcarbonaat: … uitleg: …