甲醇燃料電池關(guān)鍵技術(shù),甲醇燃料電池關(guān)鍵技術(shù)有哪些
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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(jìn)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(biāo)汽柴油(或組分油),按一定體積(或重量比)經(jīng)嚴(yán)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?fàn)t氣等,特別是利用高硫劣質(zhì)煤和焦?fàn)t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。
甲醇與氫燃料電池的區(qū)別?
甲醇燃料電池具有工作效率高、環(huán)境友好等特點,被廣泛應(yīng)用于便攜式設(shè)備。相比于氫能源,甲醇是一種更加便宜的液態(tài)燃料,便于存儲、易運輸,且具有更高的理論能量密度,因此,甲醇燃料電池在新能源汽車、便攜式電子設(shè)備等領(lǐng)域具有非常好的應(yīng)用潛力。然而,甲醇燃料電池雖好,也有制約其進(jìn)一步發(fā)展的短板——催化劑。目前,甲醇燃料電池的催化劑主要采用鉑納米材料制成,但是傳統(tǒng)鉑納米材料在制備過程中,會產(chǎn)生毒化、析出等副作用,使得鉑納米催化劑的有效面積活性和質(zhì)量活性逐漸降低,嚴(yán)重影響了甲醇燃料電池的使用壽命。此外,制備鉑納米材料所需的金屬鉑儲存量低、價格昂貴、成本高,十分不利于電池的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。因此,制備高活性、穩(wěn)定性好的催化劑,對甲醇燃料電池的進(jìn)一步大規(guī)模應(yīng)用具有重要意義。為了提高甲醇燃料電池催化劑的催化活性和穩(wěn)定性,人們已通過多種方法制備出了具有不同結(jié)構(gòu)的鉑及鉑基納米催化劑,例如:具有高指數(shù)晶面的鉑納米粒子、空心鉑鈀合金、鉑鎳合金、銀鉑合金等,但這些材料的制備方法大多工序復(fù)雜、反應(yīng)周期長,而且并不能很好的解決上述催化活性和穩(wěn)定性問題。
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