試題詳解

4. 燃料燃燒係將化學能轉變為熱能，用來推動發電機以產生電能，能量轉換效率不高(低於 40%)。若能利用電化學方 法，直接將化學能轉變為電能，將更有效率，燃料電池即以此種方式產生電能。氫氧燃料電池與甲烷燃料電池相關 半反應的標準還原電位如下：

燃料電池對外所能做的最大電功為：W=－nFE°，其中：

W 為電功，單位焦耳； F 為法拉第常數，等於 96500 庫侖∕莫耳； 

E°為電動勢，單位伏特(V)； n 為燃燒一莫耳氫或甲烷所轉移的電子莫耳數

下列有關氫氧與甲烷燃料電池的敘述，何者正確？
(A)氫氧燃料電池的電動勢為 1.23 伏特
(B)甲烷燃料電池的電動勢為 1.40 伏特
(C)每產生 1.0 莫耳的水，兩種電池都需要轉移 2.0 莫耳的電子
(D)氫氧燃料電池每消耗 1.0 莫耳的氫氣，約可產生 W=－474.8 千焦的電功
(E)甲烷燃料電池每消耗 1.0 莫耳的甲烷，約可產生 W=－818.3 千焦的電功。