直接甲醇燃料電池研究水平,直接甲醇燃料電池的應(yīng)用
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甲醇燃料電池為何不能普及?
它屬于質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)中之一類,系直接使用水溶液以及蒸汽甲醇為燃料供給來源,而不需通過重組器重組甲醇、汽油及天然氣等再取出氫。
囿于甲醇燃料電池中需要采用貴金屬納米催化劑,成本過高以及甲醇在質(zhì)子交換膜中透過嚴(yán)重造成的燃料浪費(fèi)和性能下降,甲醇燃料電池目前仍需攻破不少技術(shù)難關(guān)。此外,電池集成技術(shù)的不完善也是一大阻礙。
甲醇燃料電池的原理?
原理是將甲醇與氧氣在催化劑的作用下發(fā)生氧化還原反應(yīng),產(chǎn)生電子流從負(fù)極向陽極流動(dòng),從而產(chǎn)生電能。
甲醇在陽極催化劑的作用下發(fā)生氧化反應(yīng),生成二氧化碳、水和電子。反應(yīng)式為:
CH3OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e-
而在陰極催化劑的作用下,氧氣與電子發(fā)生還原反應(yīng),生成水。反應(yīng)式為:
O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O
通過這兩個(gè)反應(yīng),甲醇燃料電池能夠產(chǎn)生電子流,從而產(chǎn)生電能。
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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(yùn)動(dòng)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(diǎn):
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(shì);
2、不用借助運(yùn)動(dòng)機(jī)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(chǔ)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(qiáng)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(yùn)行安全方便、發(fā)電時(shí)間持久等優(yōu)點(diǎn),其應(yīng)用廣泛,特別適合作為筆記本電腦、電動(dòng)自行車等便攜式中小型化電源或充電電源使用。
甲醇增程式是什么意思?
甲醇增程式是指利用甲醇作為燃料的一種技術(shù),通過在傳統(tǒng)燃油發(fā)動(dòng)機(jī)中加入甲醇來提高汽車的行駛里程。
甲醇增程式技術(shù)可以有效減少尾氣排放,降低對(duì)環(huán)境的污染,同時(shí)也能夠節(jié)約能源資源的利用。
這種技術(shù)是一種環(huán)保型的汽車動(dòng)力改進(jìn)技術(shù),能夠在一定程度上提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和動(dòng)力輸出,為汽車的可持續(xù)發(fā)展提供了新的可能性。通過甲醇增程式技術(shù),汽車可以更加環(huán)保和高效地運(yùn)行,滿足人們對(duì)于低碳出行的需求。
甲醇增程式是指一種利用甲醇作為能源的技術(shù),通過改良內(nèi)燃機(jī)或添加甲醇燃料電池等方式,使汽車的續(xù)航里程得到提高。
這種技術(shù)可以有效減少碳排放,降低對(duì)傳統(tǒng)石油資源的依賴,并且甲醇作為清潔能源具有較高的能量密度,可以為汽車提供更長(zhǎng)的續(xù)航能力。
甲醇增程式技術(shù)在提升車輛性能的同時(shí),也對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較小的影響,因此受到越來越多汽車制造商和消費(fèi)者的青睞。
以碳酸鉀為電解質(zhì)的甲醇燃料電池的電極反應(yīng)式,以及為什么那么寫,為什么正極會(huì)生成碳酸根而不是氫氧根?
如果是以熔融的碳酸鈉為電解質(zhì),則 正極的電極反應(yīng)式為:O2+4e-+2CO2=2CO3 2- 負(fù)極的電極反應(yīng)式為:CH3OH-6e-+3CO3 2- =4CO2+2H2O 因?yàn)橛玫氖侨廴诘奶妓徕c,電解質(zhì)中不存在水,即如果要生成OH-,則氫原子沒有來源。
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