甲醇燃料電池所有反應,甲醇燃料電池所有反應方程式
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甲醇燃料電池電極電池反應?
先寫出總反應式2CH3OH+ 3O2 = 2CO2 + 4H2O,陽極反應式:O2 + 2H2O +4e = 4OH-陰極反應式:CH3OH+ 6OH- - 6e = CO2 + 5H20。
書寫規(guī)則:酸性條件下,負極燃料失電子,C元素變?yōu)?4價,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,負極燃料失電子,C元素轉(zhuǎn)化為CO32-,+1價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-。
甲烷燃料電池簡介
甲烷燃料電池是化學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的化學電源。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反應生成CO2和H2O.反應中得失電子就可產(chǎn)生電流從而發(fā)電。
以甲烷等碳氫化合物為燃料的新型電池,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儲存,導致燃料電池成本居高不下
甲醇燃料電池的電極反應方程式隨著電解質(zhì)不一樣,電機反應方程式是不一樣的,如果是在酸的環(huán)境中電極反應方程式為:負極CH?OH-6e?+H?O=CO?+6H?正極O?+4e?+4H?=2H?O。
如果是堿性電解質(zhì)燃料電池負極CH?OH-8e?+10OH?=CO?2?+7H?O,正極O?-4e?+4HO?=2H?O
甲醇燃料電池四種介質(zhì)方程式?
①堿性介質(zhì)(如NaOH)
總反應式:2CH4O+ 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O
正極:3O2 + 12e– + 6H20 → 12OH–
負極:2CH4O - 12e– + 16OH~ → 2CO32- + 12H2O
②酸性介質(zhì):(H2SO4)
總反應方程式CH4 +2O2→CO2+2H2O
正極:3O2 + 12e– + 12H+ → 6H2O
負極:2CH4O - 12e– + 2H2O → 12H+ + 2CO2
③中性介質(zhì)(H2O):
正極:O2 + 4H+ + 4e == 2H2O
甲醇熔融碳酸鹽燃料電池反應式?
正極發(fā)生的反應:O2+2CO2+4e-=2CO32-負極反應: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-反應生成HCO3-的,該燃料電池的總反應式為:CH4+2O2=CO2+2H2O。在熔融碳酸鹽環(huán)境中,其正極反應式為O2+2CO2+4e-=2CO32-。其電極反應式可利用總反應式減去正極反應式求得。
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,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。
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