人类社会的发展离不开优质能源的开发和先进能源技术的使用,在新能源的铝开发和利用中,化学起着不可替代的作用.阅读下面材料,回答相关问题.
材料一:氢能的生产
目前,常见的氢气制备方法除了电解水制氢法以外,还有如下方法:
$1$.光催化制氢:在二氧化钛$(TiO_{2})$催化下利用光能分解水得到氢气和氧气.
$2$.生物质发酵制氢:利用厌氧菌发酵水解淀粉和纤维素得到葡萄糖,在酶的作用下进一步转化为氢气.
$3$.利用天然气制氢:首先在转化炉中,将甲烷和水蒸气在高温和催化剂条件下转化为一氧化碳和氢气.余热回收后,在变换塔中,一定条件下,使一氧化碳和水反应,生成氢气和二氧化碳.
①写出光催化制氢的化学方程式:______.该反应属于______$(填"化合"或"分解")$反应.
②生物质发酵法原理如下:$C_{6}H_{12}O_{6}+6H_{2}O\frac{\underline{\;酶\;}}{}6R+12H_{2}$.$R$的化学式是______.
③天然气制氢工艺中,转化炉中甲烷和水蒸气反应的微观示意图如图$1$所示:

图$1$中虚线方框内物质的微观模型图是______(填图$2$数字序号）.
④天然气制氢工艺中,变换塔中发生反应的化学方程式:______.
⑤天然气制氢工艺中,分离氢气和二氧化碳混合气体,可采用加压、降温的方法,得到气态的氢气和液态的二氧化碳.此分离原理是利用$CO_{2}$与$H_{2}$的______不同.
材料二:新能源电池的使用
几类电池的部分性能指标如图$3$所示.其中含磷酸铁$(FePO_{4})$、磷酸亚铁锂$(LiFePO_{4})$的锂电池具有轻便、能量密度高的突出优点.生产该电池时,在电池材料中添加适量的石墨烯作导电剂,可以有效提高电池的性能,但过多的石墨烯会阻碍电池中锂离子的迁移,导致电池内阻增加,性能下降,研究结果如图$4$所示.

①磷酸亚铁锂$(LiFePO_{4})$中,锂元素显$+1$价,则磷元素的化合价为______.
②依据图$3$,锂电池优于镍氢电池的性能是______.
③根据材料信息,图$4$中$BC$段曲线,随着石墨烯含量的增加,电池电阻增加的原因是______.