甲醇與燃料電池,甲醇與燃料電池反應(yīng)
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)于甲醇與燃料電池的問題,于是小編就整理了4個(gè)相關(guān)介紹甲醇與燃料電池的解答,讓我們一起看看吧。
以甲醇為例的四類燃料電池?
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。 可替代汽柴油,用于各種機(jī)動(dòng)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(bǔ)充和部分替代石油燃料,是緩解我國能源緊張局勢(shì),提高資源綜合利用。
燃料電池是指氫氣甲醇為燃料通過什么產(chǎn)生電源?
燃料電池汽車是指以氫氣、甲醇等為燃料,通過 產(chǎn)生電流,依靠 驅(qū)動(dòng)的汽車。
燃料電池其原理是一種電化學(xué)裝置,其組成與一般電池相同。其單體電池是由正負(fù)兩個(gè)電極(負(fù)極即燃料電極和正極即氧化劑電極)以及電解質(zhì)組成。不同的是一般電池的活性物質(zhì)貯存在電池內(nèi)部,因此,限制了電池容量。而燃料電池的正、負(fù)極本身不包含活性物質(zhì),只是個(gè)催化轉(zhuǎn)換元件。因此燃料電池是名符其實(shí)的把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器。電池工作時(shí),燃料和氧化劑由外部供給,進(jìn)行反應(yīng)。原則上只要反應(yīng)物不斷輸入,反應(yīng)產(chǎn)物不斷排除,燃料電池就能連續(xù)地發(fā)電。這里以氫-氧燃料電池為例來說明燃料電池
氫-氧燃料電池反應(yīng)原理這個(gè)反應(yīng)是電解水的逆過程。電極應(yīng)為: 負(fù)極:H2 +2OH-→2H2O +2e-
正極:1/2O2+H2O+2e-→2OH-
電池反應(yīng):H2+1/2O2==H2O
另外,只有燃料電池本體還不能工作,
燃料電池
必須有一套相應(yīng)的輔助系統(tǒng),包括反應(yīng)劑供給系統(tǒng)、排熱系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、電性能控制系統(tǒng)及安全裝置等。
甲醇氧氣和稀硫酸原電池反應(yīng)式?
正極:3 O2 + 12 e- + 12 H+ = 6 H2O
負(fù)極:2 CH3OH - 12e- + 2 H2O = 2 CO2 + 12 H+
總反應(yīng):2 CH3OH + 3 O2 = 2 CO2 + 4 H2O
正極、負(fù)極的得失電子數(shù)一定要配平!
因?yàn)樗嵝詶l件,所以產(chǎn)生CO2,而不是CO32-
燃料電池的書寫步驟:第一步寫總方程式,相當(dāng)于燃料直接燃燒。
第二步寫正極反應(yīng)式
第三小寫負(fù)極反應(yīng)式(利用總方程式減去正極反應(yīng)式)
對(duì)于燃料電池來說,首先要關(guān)注電解是酸性的,還是堿性的。電解質(zhì)不同,電極反應(yīng)式不同。
其次,要知道燃料電池,負(fù)極一定是通入燃料的一極,正極一定是通入氧氣或空氣的一極。
甲醇與氫燃料電池的區(qū)別?
甲醇和氫燃料電池在多個(gè)方面存在區(qū)別。
1. 能量密度:氫燃料電池的能量密度更高,這是因?yàn)闅錃饪梢蕴峁┐罅康哪芰?,而甲醇的能量密度相?duì)較低。
2. 儲(chǔ)存和運(yùn)輸:氫氣是一種氣態(tài)燃料,需要高壓儲(chǔ)存,而甲醇是液態(tài),更容易儲(chǔ)存和運(yùn)輸。
3. 反應(yīng)機(jī)理:甲醇燃料電池的反應(yīng)機(jī)理是甲醇經(jīng)過重整產(chǎn)生氫氣,然后氫氣與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生電能。而氫燃料電池則是直接使用氫氣與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生電能。
4. 排放物:氫燃料電池的排放物是水蒸氣,而甲醇燃料電池的排放物包含二氧化碳和水蒸氣。
5. 安全性:氫氣具有爆炸性,因此對(duì)安全性的要求更高。而甲醇相對(duì)安全,不易發(fā)生爆炸。
6. 成本:目前甲醇燃料電池的成本低于氫燃料電池,但隨著氫燃料電池技術(shù)的不斷發(fā)展和規(guī)?;瘧?yīng)用,預(yù)計(jì)其成本將逐漸降低。
綜上所述,甲醇和氫燃料電池在能量密度、儲(chǔ)存和運(yùn)輸、反應(yīng)機(jī)理、排放物、安全性和成本等方面都存在明顯的區(qū)別。具體選擇使用哪種燃料電池取決于應(yīng)用場景和需求。
到此,以上就是小編對(duì)于甲醇與燃料電池的問題就介紹到這了,希望介紹關(guān)于甲醇與燃料電池的4點(diǎn)解答對(duì)大家有用。