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[導(dǎo)讀]什么是甲醇燃料電池?它有什么作用?本文主要講了甲醇燃料電池的有關(guān)內(nèi)容包括:甲醇燃料電池原理、甲醇燃料電池優(yōu)缺點(diǎn)以及甲醇燃料電池的正負(fù)極反應(yīng)式,下面就隨小編來看看吧。

什么是甲醇燃料電池?它有什么作用?本文主要講了甲醇燃料電池的有關(guān)內(nèi)容包括:甲醇燃料電池原理、甲醇燃料電池優(yōu)缺點(diǎn)以及甲醇燃料電池的正負(fù)極反應(yīng)式,下面就隨小編來看看吧。

直接甲醇燃料電池屬于質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)中之一類,直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇為燃料供給來源,而不需通過甲醇、汽油及天然氣的重整制氫以供發(fā)電。相較于質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC) ,直接甲醇燃料電池 (DMFC) 具備低溫快速啟動、燃料潔凈環(huán)保以及電池結(jié)構(gòu)簡單等特性。這使得直接甲醇燃料電池 (DMFC)可能成為未來便攜式電子產(chǎn)品應(yīng)用的主流。

甲醇燃料電池原理

直接甲醇燃料電池是質(zhì)子交換膜燃料電池的一種變種,它直接使用甲醇而勿需預(yù)先重整。甲醇在陽極轉(zhuǎn)換成二氧化碳,質(zhì)子和電子,如同標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)子交換膜燃料電池一樣,質(zhì)子透過質(zhì)子交換膜在陰極與氧反應(yīng),電子通過外電路到達(dá)陰極,并做功。

直接甲醇燃料電池屬于質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)中之一類,直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇為燃料供給來源,而不需通過甲醇、汽油及天然氣的重整制氫以供發(fā)電。相較于質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC) ,直接甲醇燃料電池 (DMFC) 具備低溫快速啟動、燃料潔凈環(huán)保以及電池結(jié)構(gòu)簡單等特性。這使得直接甲醇燃料電池 (DMFC)可能成為未來便攜式電子產(chǎn)品應(yīng)用的主流。

在直接甲醇燃料電池的工作過程中,一定濃度的甲醇溶液從電池的陽極流場結(jié)構(gòu)中通過,在液體的流動過程中,甲醇溶液經(jīng)過陽極擴(kuò)散層,至陽極催化層處被氧化。透過質(zhì)子交換膜,作為反應(yīng)產(chǎn)物的質(zhì)子得以遷移到陰極一側(cè),電子則通過外電路由陽極向陰極傳遞,并在此過程中對外做功。同時,在陽極 MEA 中電解質(zhì)的作用下,CO2氣體以氣泡的形式在陽極流場內(nèi)隨甲醇溶液排出。在電池的陰極一側(cè),陰極集流板流場結(jié)構(gòu)均勻分配后的空氣或氧氣擴(kuò)散進(jìn)入陰極催化層,被來自陽極的質(zhì)子電化學(xué)還原,生成的水蒸氣或液態(tài)形式的水與反應(yīng)尾氣一起離開電池的陰極流場。

這種電池的期望工作溫度為120℃以下,比標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)子交換膜燃料電池略高,其效率大約是40%左右。直接甲醇燃料電池是質(zhì)子交換膜燃料電池的一種變種,它直接使用甲醇而勿需預(yù)先重整。甲醇在陽極轉(zhuǎn)換成二氧化碳和氫,如同標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)子交換膜燃料電池一樣,氫然后再與氧反應(yīng)。

甲醇燃料電池優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)勢

1、體積小巧

2、燃料使用便利

3、潔凈環(huán)保

4、理論能量比高

缺陷

1、能量轉(zhuǎn)化率低

2、性能衰減快

3、成本高

甲醇燃料電池的正負(fù)極反應(yīng)式

堿性條件

總反應(yīng)式:2CH4O + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O

正極:3O2 + 12e– + 6H20 → 12OH–

負(fù)極:2CH4O - 12e– + 16OH~ → 2CO32- + 12H2O

酸性條件

總反應(yīng)同上:2CH4O + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O

正極:3O2 + 12e– + 12H+ → 6H2O

負(fù)極:2CH4O - 12e– + 2H2O → 12H+ + 2CO2

以上就是甲醇燃料電池的正負(fù)極反應(yīng)式,希望能給大家?guī)椭?

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