甲醇燃料電池生產(chǎn)工藝,甲醇燃料電池生產(chǎn)工藝流程
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甲醇燃料電池反應(yīng)方程式?
甲醇燃料電池四種方程式是:2CH3OH-12e-+16OH-→2CO32-+12H2O,2CH3OH-12e-+2H2O→12H++2CO2,2CH3OH+3O2+4OH﹣=2CO32-+6H2O,2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。
甲醇燃料是利用工業(yè)甲醇或燃料甲醇,加變性醇添加劑,與現(xiàn)有國標汽柴油(或組分油),按一定體積(或重量比)經(jīng)嚴格科學(xué)工藝調(diào)配制成的一種新型清潔燃料??商娲裼?,用于各種機動車,鍋灶爐使用。
生產(chǎn)甲醇的原料主要是煤,天然氣,煤層氣,焦爐氣等,特別是利用高硫劣質(zhì)煤和焦爐氣生產(chǎn)甲醇,既可提高資源綜合利用又可減少環(huán)境污染。發(fā)展煤制甲醇燃料,補充和部分替代石油燃料,是緩解我國能源緊張局勢,提高資源綜合利用。
甲醇氫燃料電池的原理?
甲醇燃料電池使用液體甲醇而不是氫氣。甲醇(CH3OH)與水混合,并直接進入燃料電池陽極,在此它藉助催化劑層被氧化而生成二氧化碳、氫離子(H+)和電子,電子通過外部電路運動作為燃料電池的電力輸出,正離子(H+)通過質(zhì)子交換膜(PEM)傳送至陰極,在此它們與氧反應(yīng)生成水,水再循環(huán)與甲醇一起輸入。
甲醇燃料電池的優(yōu)點:
1、甲醇燃料電池不需燃料的前期處理程序,能直接通過特定的方法使甲醇和空氣化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱力學(xué)電勢;
2、不用借助運動機件,通過電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流,不用燃燒;
3、無需將燃料儲存重新變?yōu)闅錃饣驅(qū)錃獗┞队谫|(zhì)子交換膜;
4、除去了內(nèi)部加熱冷卻金屬板、水和熱力處理系統(tǒng)、壓強平衡等設(shè)備;
5、生產(chǎn)成本較低,可用非金屬輕而易曲的材料制成;
6、能量密度高,產(chǎn)品面向輕薄化。
甲醇燃料電池的前景:
甲醇燃料電池是一種將化學(xué)能連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)化為電能的可再生清潔能源,具有能量轉(zhuǎn)化效率高、運行安全方便、發(fā)電時間持久等優(yōu)點,其應(yīng)用廣泛,特別適合作為筆記本電腦、電動自行車等便攜式中小型化電源或充電電源使用。
甲醇熔融碳酸鹽燃料電池反應(yīng)式?
為: 2 CH3OH + 3/2 CO2 -> 2 HCO3- + 4H+ + 2e- 這是因為在甲醇熔融碳酸鹽燃料電池中,甲醇在陽極被氧化成CO2,同時釋放出電子、質(zhì)子和H+離子;H+離子通過電解質(zhì)膜在陰極與氧氣還原反應(yīng),形成水;CO2和氫離子在電解質(zhì)膜中結(jié)合形成碳酸離子和H+離子。
這個反應(yīng)過程是整個燃料電池能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)。
此外,甲醇熔融碳酸鹽燃料電池有很多優(yōu)點,例如高效率、可在低溫下工作、不污染環(huán)境等。
但是也存在一些問題,例如產(chǎn)生二氧化碳的排放、觸媒的穩(wěn)定性等,需要進一步解決。
正極發(fā)生的反應(yīng):O2+2CO2+4e-=2CO32-負極反應(yīng):CH4–8e-+4CO32-=5CO2+2H2O由于電解質(zhì)為熔融的K2CO3,且不含O2-和HCO3-,生成的CO2不會與CO32-反應(yīng)生成HCO3-的,該燃料電池的總反應(yīng)式為:CH4+2O2=CO2+2H2O。在熔融碳酸鹽環(huán)境中,其正極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-=2CO32-。其電極反應(yīng)式可利用總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式求得。
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