甲醇燃料電池甲醇透過(guò),甲醇燃料電池反應(yīng)原理
大家好,今天小編關(guān)注到一個(gè)比較有意思的話題,就是關(guān)于甲醇燃料電池甲醇透過(guò)的問(wèn)題,于是小編就整理了3個(gè)相關(guān)介紹甲醇燃料電池甲醇透過(guò)的解答,讓我們一起看看吧。
甲醇燃料電池電極電池反應(yīng)?
先寫(xiě)出總反應(yīng)式2CH3OH+ 3O2 = 2CO2 + 4H2O,陽(yáng)極反應(yīng)式:O2 + 2H2O +4e = 4OH-陰極反應(yīng)式:CH3OH+ 6OH- - 6e = CO2 + 5H20。
書(shū)寫(xiě)規(guī)則:酸性條件下,負(fù)極燃料失電子,C元素變?yōu)?4價(jià),轉(zhuǎn)化為CO2,H元素轉(zhuǎn)化為H+,正極O2得電子,結(jié)合H+轉(zhuǎn)化為水。堿性條件下,負(fù)極燃料失電子,C元素轉(zhuǎn)化為CO32-,+1價(jià)的氫元素不能在堿性條件下以離子形態(tài)穩(wěn)定存在,結(jié)合OH-生成水,正極O2得電子,結(jié)合H2O生成OH-。
甲烷燃料電池簡(jiǎn)介
甲烷燃料電池是化學(xué)電池中的氧化還原電池。燃料電池是燃料和氧化劑(一般是氧氣)在電極附近參與原電池反應(yīng)的化學(xué)電源。甲烷(CH4)燃料電池就是用沼氣(主要成分為CH4)作為燃料的電池,與氧化劑O2反應(yīng)生成CO2和H2O.反應(yīng)中得失電子就可產(chǎn)生電流從而發(fā)電。
以甲烷等碳?xì)浠衔餅槿剂系男滦碗姵?,其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池。燃料電池使用氣體燃料和氧氣直接反應(yīng)產(chǎn)生電能,其效率高、污染低,是一種很有前途的能源利用方式。但傳統(tǒng)燃料電池使用氫為燃料,而氫既不易制取又難以?xún)?chǔ)存,導(dǎo)致燃料電池成本居高不下
甲醇燃料電池的電極反應(yīng)方程式隨著電解質(zhì)不一樣,電機(jī)反應(yīng)方程式是不一樣的,如果是在酸的環(huán)境中電極反應(yīng)方程式為:負(fù)極CH?OH-6e?+H?O=CO?+6H?正極O?+4e?+4H?=2H?O。
如果是堿性電解質(zhì)燃料電池負(fù)極CH?OH-8e?+10OH?=CO?2?+7H?O,正極O?-4e?+4HO?=2H?O
甲醇燃料電池固體電解質(zhì)總反應(yīng)式?
方程式是:
①堿性條件負(fù)極:2 CH3OH-12e﹣+16 OH﹣ → 2 CO32﹣+12 H2O。
②酸性條件負(fù)極:2 CH3OH -12e﹣ + 2 H2O → 12 H﹢ + 2 CO2。
堿性條件:
總反應(yīng)式 2 CH3OH + 3 O2 + 4 OH﹣=2 CO3 2﹣+6 H2O。
正極:3 O2 + 12e﹣ +6 H20 → 12 OH﹣。
負(fù)極:2 CH3OH - 12e– + 16OH~ → 2CO3 2﹣ + 12H2O。
酸性條件:
總反應(yīng)式:2 CH3OH + 3 O2 = 2 CO2 + 4 H2O。
正極:3 O2 + 12e﹣ + 12 H﹢ → 6 H2O。
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?yàn)樵诩状既廴谔妓猁}燃料電池中,甲醇在陽(yáng)極被氧化成CO2,同時(shí)釋放出電子、質(zhì)子和H+離子;H+離子通過(guò)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(gè)反應(yīng)過(guò)程是整個(gè)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(diǎn),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(wèn)題,例如產(chǎn)生二氧化碳的排放、觸媒的穩(wěn)定性等,需要進(jìn)一步解決。
正極發(fā)生的反應(yīng):O2+2CO2+4e-=2CO32-負(fù)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(huì)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。
到此,以上就是小編對(duì)于甲醇燃料電池甲醇透過(guò)的問(wèn)題就介紹到這了,希望介紹關(guān)于甲醇燃料電池甲醇透過(guò)的3點(diǎn)解答對(duì)大家有用。