「甲醇燃料电池」甲醇燃料电池在熔融碳酸盐条件下的方程式

今天我们来聊聊甲醇燃料电池,以下6个关于甲醇燃料电池的观点希望能帮助到您找到想要的新能源资讯。

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甲醇燃料电池四种环境方程式是什么？

甲醇燃料电池四种环境方程式如下所示。

1、碱性介质（如NaOH)。

总反应式：2CH4O+ 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O。

正极：3O2 + 12e–＋6H20→12OH–，负极：2CH4O - 12e–＋16OH~→2CO32- + 12H2O。

2、酸性介质：（H2SO4)。

总反应方程式CH4 +2O2→CO2+2H2O。

正极：3O2 + 12e–＋12H+→6H2O。

负极：2CH4O - 12e–＋2H2O→12H+ + 2CO2。

3、中性介质（H2O)。

正极：O2 + 4H+ + 4e == 2H2O。

负极：CH3OH + H2O - 6e == CO2 + 6H+。

总反应方程式：2CH3OH +3O2 =4H2O+2CO2。

4、熔融盐介质（Li2CO3和Na2CO3)。

正极：O2+4e-+2CO2=2CO32-；负极：CH3OH+3CO32-6e-=4CO2+2H2O。

总反应方程式：3O2+2CH3OH=2CO2+4H2O。

甲醇燃料电池的方程式是什么？

方程式是： ①碱性条件负极：2 CH3OH－12e﹣＋16 OH﹣ → 2 CO32﹣＋12 H2O。 ②酸性条件负极：2 CH3OH －12e﹣ ＋ 2 H2O → 12 H﹢ ＋ 2 CO2。 碱性条件： 总反应式 2 CH3OH + 3 O2 + 4 OH﹣＝2 CO3 2﹣＋6 H2O。 正极:3 O2 + 12e﹣ ＋6 H20 → 12 OH﹣。 负极:2 CH3OH － 12e– ＋ 16OH~ → 2CO3 2﹣ ＋ 12H2O。 酸性条件： 总反应式:2 CH3OH ＋ 3 O2 ＝ 2 CO2 ＋ 4 H2O。 正极:3 O2 ＋ 12e﹣ ＋ 12 H﹢ → 6 H2O。 负极:2 CH3OH － 12e﹣ ＋ 2 H2O → 12 H﹢ ＋ 2 CO。 相关内容解释： 在直接甲醇燃料电池的工作过程中，一定浓度的甲醇溶液从电池的阳极流场结构中通过，在液体的流动过程中，甲醇溶液经过阳极扩散层，至阳极催化层处被氧化。 透过质子交换膜，作为反应产物的质子得以迁移到阴极一侧，电子则通过外电路由阳极向阴极传递，并在此过程中对外做功。 同时，在阳极 MEA 中电解质的作用下，CO2气体以气泡的形式在阳极流场内随甲醇溶液排出。在电池的阴极一侧，阴极集流板流场结构均匀分配后的空气或氧气扩散进入阴极催化层，被来自阳极的质子电化学还原，生成的水蒸气或液态形式的水与反应尾气一起离开电池的阴极流场。 这种电池的期望工作温度为120℃，比标准的质子交换膜燃料电池略高，其效率大约是40%左右。其缺点是当甲醇低温转换为氢和二氧化碳时要比常规的质子交换膜燃料电池需要更多的白金催化剂。

甲醇燃料电池的技术优势及难点是什么？

一、技术优势

1)发电效率高。如果实现热电联产，燃料总利用率可达80%以上，能量转换效率高，大大超过汽柴油内燃机的效率。

2)方便性。供油方便快捷。常温常压下，只需几分钟就可以喷上甲醇，避免纯电动车充电等待时间过长。

3)操作维护简便。甲醇燃料电池装置不含或少运动部件，运行可靠，维护费用低。

4)环保。甲醇燃料电池汽车只排放二氧化碳和水，排放的二氧化碳也可以回收利用。

5)噪音低。甲醇燃料电池系统运行时，噪音在60 dB以下，比较安静。

6)安全性。甲醇燃料电池系统工作时，无传动部件和高压部件，无爆炸等不安全因素。甲醇是一种广泛使用的化学原料。按照操作规范使用甲醇是安全的。

二、技术难点

1)寻求高效低成本的催化剂。燃料电池阳极应使用铂作为反应催化剂，但铂的产量小、价格昂贵、低温性能低，不利于大规模推广。因此，有必要寻求更有效和更低成本的阳极催化剂。

2)阻止甲醇从阳极向阴极转移。在直接甲醇燃料电池中，传统的质子交换膜燃料对甲醇的渗透率很高，甲醇可以通过质子交换膜渗透到阴极。这不仅会降低甲醇的利用率，还会大大增加氧电极的极化，降低燃料电池的性能。开发一种能大大降低甲醇渗透性的质子交换膜的意义非常重要。还需要开发一种对甲醇呈惰性的阴极氧还原催化剂，以减少甲醇穿透阴极引起的氧电极极化。

甲醇作为替代燃料在内燃机车上的应用技术已经非常成熟，可以有效降低车辆有害废气排放，改善空气质量，缓解石化能源供应压力。甲醇燃料电池汽车的技术之路已经打通，国内公司已经成功研发出动力汽车。然而，甲醇燃料电池汽车仍处于起步阶段。有必要进一步改进技术，以解决大规模生产的问题，降低成本，并提高可靠性和一致性。甲醇燃料电池汽车具有能量转换效率高、清洁环保、噪音低、燃料使用方便等优点。这是甲醇作为汽车动力的进一步升级，将成为未来甲醇汽车的重要发展方向。使用甲醇作为交通运输的替代燃料符合中国的具体国情，具有良好的可持续性。甲醇燃料的运输、储存和加注和汽油、柴油一样方便，现有的加油站可以充分利用。与目前推广的各种新型清洁能源相比，甲醇燃料分配系统最容易解决，成本最低。

甲醇燃料电池的四种电解质

甲醇燃料电池的四种电解质：

正极发生的反应：O2＋2CO2 +4e-=2CO32。

负极反应：CH4– 8e- + 4CO32-=5CO2 + 2H2O。

由于电解质为熔融的K2CO3，且不含O2和HCO3，生成的CO2不会与CO32反应生成HCO3的，该燃料电池的总反应式为： CH4+2O2=CO2+2H2O。

在熔融碳酸盐环境中，其正极反应式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32。

甲烷中的C会被氧化成-4价态，但因为碱性电解质，所以会成CO32-离子，最后利用电子得失平衡，甲烷失去12个电子，所以有两个甲烷，再根据氧平衡得到有16个OH-。

结构

催化层是发生电化学反应的场所，约占膜电极成本的 54%，而膜电极约占整个燃料电池成本的 84%。因此，如何降低催化剂的载量，制备低成本高性能高活性的燃料电池催化剂是至关重要的。同时，发明的喷涂方法，使催化层的催化剂载量由4mg/cm2降到约 0.014mg/cm2，更好的缓解因为催化剂的价格制约质子交换膜燃料电池的发展。

甲醇燃料电池电极反应式是什么？

甲醇燃料电池负极反应方程式是：

1、碱性条件负极：2CH3OH-12e﹣＋16OH﹣ → 2CO32﹣＋12H2O。

2、酸性条件负极：2CH3OH －12e﹣ ＋ 2H2O → 12H﹢ ＋ 2CO2 。

燃料电池的工作原理都是一样的，其电极反应式的书写也同样是有规律可循的.书写燃料电池电极反应式一般分为三步:第一步，先写出燃料电池的总反应方程式;第二步，再写出燃料电池的正极反应式;第三步，写出燃料电池的负极反应式。

甲烷燃料电池简介：

甲烷燃料电池是化学电池中的氧化还原电池。燃料电池是燃料和氧化剂（一般是氧气）在电极附近参与原电池反应的化学电源。

甲烷（CH4）燃料电池就是用沼气（主要成分为CH4）作为燃料的电池，与氧化剂O2反应生成CO2和H2O.反应中得失电子就可产生电流从而发电。

以上内容参考：百度百科——甲醇燃料

甲醇燃料电池电极反应式是什么？

甲醇燃料电池电极反应式是：2CH3OH+ 3O2 = 2CO2 + 4H2O，阳极反应式：O2 + 2H2O +4e = 4OH-阴极反应式：CH3OH+ 6OH- - 6e = CO2 + 5H20。

书写规则：酸性条件下，负极燃料失电子，C元素变为+4价，转化为CO2，H元素转化为H+，正极O2得电子，结合H+转化为水。碱性条件下，负极燃料失电子，C元素转化为CO32-，+1价的氢元素不能在碱性条件下以离子形态稳定存在，结合OH－生成水，正极O2得电子，结合H2O生成OH-。

燃料电池的核心组件主要是由阳极、阴极和电解质膜组成，而电极又由扩散层和催化层组成，每部分作用如下：

（1） 催化层 催化层是发生电化学反应的场所，约占膜电极成本的 54%，而膜电极约占整个燃料电池成本的 84%。因此，如何降低催化剂的载量，制备低成本高性能高活性的燃料电池催化剂是至关重要的。同时，发明的喷涂方法，使催化层的催化剂载量由4mg/cm2降到约 0.014mg/cm2，更好的缓解因为催化剂的价格制约质子交换膜燃料电池的发展。

（2） 扩散层 扩散层作为电子导电的良导体，其主要作用是保证反应物能均匀到达催化层参加电化学反应。质子交换膜燃料电池的扩散层主要是碳纸或碳布。碳纸使用前要进行憎水化处理并且使用碳粉对其进行整平。

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