甲烷燃料电池电极反响式
碱性介质下的甲烷燃料电池:
负极:CH4+10OH- – 8e-===CO32- +7H2O
正极:2O2+8e-+4H2O===8OH-
总反响方程式为:CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O
酸性介质下的甲烷燃料电池:
负极:CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+
正极:2O2+8e-+8H+===4H2O
总反响方程式为:2O2+CH4===2H2O+CO2
反响状况:
1.跟着电池不断放电,电解质溶液的酸性减小;
2.一般状况下,甲烷燃料电池的能量率大于甲烷焚烧的能量利用率。
甲烷燃料电池化学方程式:
CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H20
①便是CH4在O2中焚烧,生成的CO2和OH-反响生成CO32-
正极在碱性条件下的反响一定是:O2+4e-+2H2O==4OH-
②将总反响式减去正极反响式得到负极反响式,并将O2消去
将总反响式减去正极反响式得到CH4-8e–4H2O+2OH-==CO32-+3H2O-8OH-
移项得到负极反响式:CH4+10OH–8e-==CO32-+7H20
甲烷燃料电池优缺陷
长处:
1.低污染:运用氢气与氧气作为燃料,生成物只有水和热,若运用烃类生成水,二氧化碳和热,没有污染物。
2.高效率:直接将燃料中的化学能转化成电能,故不受卡諾循环的约束。
3.无噪音:电池本体在发电时,无需其他机件的合作,因而没有噪音问题。
4.用处广泛:供给的电力规模适当广泛,小至计算器大至发电厂。
5.无需充电:电池本体中不包含燃料,只需不断地供给燃料便可不停地发电。
缺陷:
1.燃料来历不遍及:氢气的贮存可说是困难又风险,而甲醇、乙醇、或天然气缺少供给体系,无法便利的供给给运用者。
2.无标准化的燃料:如今市道上有以天然气、甲烷、甲醇与氢气等作为燃料的电池,尽管供给顾客很多种挑选,但由于没有单一化及标准化的燃料,要能够营利是困难的,并且燃料品种的替换有可能使现有的供给体系进行改装,发生额定的费用。
3.体积太大:现在的燃料电池体积都还过大带着不便利。
4.本钱过高:现在燃料电池运用能够进步发电的功率的资料,但本钱也就相对的高,不过经由制作技能的改善及量产,本钱已下降许多。
甲烷燃料电池发展前景
燃料电池是一个电池本体与燃料箱组合而成的动力机制。燃料的挑选性十分高,包含纯氢气(H2)、甲醇(CH3OH)、乙醇(CH3CH2OH)、天然气,甚至于现在运用最广泛的汽油,都能够作为燃料电池的燃料。这是现在其他一切动力来历无法做到的。而以燃料电池做为轿车的动力,已被公认是廿一世纪必定的趋势。
燃料电池则是以具有可燃性的燃料与氧反响发生电力;一般可燃性燃料如瓦斯、汽油、甲烷(CH4)、乙醇(酒精)、氢等这些可燃性物质都要通过焚烧加热水使水欢腾,而使水蒸气推进涡轮发电,以这种转化办法大部分的能量一般都转为无用的热能。
转化功率一般只有约30%适当的低,而燃料电池是以特别催化剂使燃料与氧发生反响发生二氧化碳(CO2)和水(H2O),因不需推进涡轮等发电用具,也不需将水加热至水蒸气再经散热变回水,所以能量转化功率高达70%左右,足足比一般发电办法高出了约40%;长处还不只如此,二氧化碳排放量比一般办法低许多,水又是无害的发生物,是一种低污染性的动力。