甲烷燃料电池是化学电池中的氧化复原电池。燃料电池是燃料和氧化剂（一般是氧气）在电极邻近参加原电池反响的化学电源。
甲烷（CH4）燃料电池便是用沼气（首要成分为CH4）作为燃料的电池，与氧化剂O2反响生成CO2和H2O.反响中得失电子就可发作电流然后发电。美国科学家规划出以甲烷等碳氢化合物为燃料的新式电池，其本钱大大低于以氢为燃料的传统燃料电池。燃料电池运用气体燃料和氧气直接反响发作电能，其效率高、污染低，是一种很有出路的动力运用办法。但传统燃料电池运用氢为燃料，而氢既不易制取又难以储存，导致燃料电池本钱居高不下。
科研人员曾尝试用廉价的碳氢化合物为燃料，但化学反响发作的残渣很简略积累在镍制的电池正极上，导致断路。美国科学家运用铜和陶瓷的混合物制作电池正极，处理了残渣积累问题。这种新电池能运用甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等5种物质作为燃料。
酸性和碱性的各是什么？
一、由于燃料电池正极反响物一概是氧气，正极都是氧化剂氧气得到电子的复原反响，所以可先写出正极反响式，正极反响的实质都是O2得电子生成O2-离子，故正极反响式的根底都是O2＋4e-=2O2-。正极发作O2-离子的存在方式与燃料电池的电解质的状况和电解质溶液的酸碱性有着亲近的联系。 ⑴电解质为酸性电解质溶液（如稀硫酸）在酸性环境中，O2-离子不能独自存在，可供O2-离子结合的微粒有H+离子和H2O，O2-离子优先结合H+离子生成H2O。这样，在酸性电解质溶液中，正极反响式为O2＋4H++4e-=2H2O。
⑵电解质为中性或碱性电解质溶液（如氯化钠溶液或氢氧化钠溶液）
在中性或碱性环境中，O2-离子也不能独自存在，O2-离子只能结合H2O生成OH-离子，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反响式为O2＋2H2O +4e-=4OH-。
⑶电解质为熔融的碳酸盐（如LiCO3和Na2CO3熔融盐混和物）
在熔融的碳酸盐环境中，O2-离子也不能独自存在， O2-离子可结合CO2生成CO32-离子，则其正极反响式为O2＋2CO2 +4e-=2CO32-。
⑷电解质为固体电解质（如固体氧化锆—氧化钇）
该固体电解质在高温下可答应O2-离子在其间经过，故其正极反响式应为O2＋4e-=2O2-。
二、两个电极上的反响是两个半反响，假如单看一个电极的话，反响的电子是不守恒的。为了更好地表现出每个电极的反响状况，分隔写更适宜。
原电池，是运用两个电极之间金属性的不同，发作电势差，然后使电子的活动，发作电流。又称非蓄电池，是电化电池的一种，其电化反响不同反转，便是只能将化学能转换为电能，简略说就便是不能重新储存电力，与蓄电池相对。
将化学能转变成电能的设备。所以，依据界说，一般的干电池、燃料电池都能够称为原电池。组成原电池的根本条件是：将两种生动性不同的金属（或石墨）（Pt和石墨为惰性电极，即自身不会得失电子）用导线衔接后刺进电解质溶液中。电流的发作是由于氧化反响和复原反响别离在两个电极上进行的成果。一般状况下，原电池中，较生动的金属做负极，较不生动的金属做正极。负极自身易失电子发作氧化反响，电子沿导线流向正极，正极上一般为电解质溶液中的阳离子得电子发作复原反响。在原电池中，外电路为电子导电，电解质溶液中为离子导电。
原电池primary battery 一种将活性物质中化学能经过氧化复原反响直接转换成电能输出的设备。又称化学电池。由于各种类型的原电池氧化复原反响的可逆性很差，放完电后，不能重复运用，故又称一次电池。它一般由正电极、负电极、电解质、阻隔物和壳体构成，可制成各种形状和不同尺度，运用方便。广泛用于工农业、国防工业和通讯、照明、医疗等部分，并成为日常日子中收音机、录音机、照相机、计算器、电子表、玩具、助听器等常用电器的电源。原电池一般按负极活性物质（如锌、镉、镁、锂等）和正极活性物质（如锰、汞、二氧化硫、氟化碳等）分为锌锰电池、锌空气电池、锌银电池、锌汞电池、镁锰电池、锂氟化碳电池、锂二氧化硫电池等。锌锰电池产值最大，常按电解质分为氯化铵型和氯化锌型，并按其阻隔层分为糊式电池和低极电池。以氢氧化钾为电解质的锌锰电池，由于其负极（锌）的结构与其他锌锰电池不同而习惯上另作一类，称为碱性锌锰电池，简称碱锰电池［1］，俗称碱性电池。
原电池是一类使化学能直接转换成电能的换能设备。原电池接连放电或间歇放电后不能以反向电流充电的办法使两电极的活性物质回复到初始状况，即电极活性物质只能运用一次。故亦称一次性电池。 ［修改本段］常见的原电池 常用原电池有锌－锰干电池、锌－汞电池、锌－银扣式电池及锂电池等。
1 锌－锰干电池：锌－锰电池具有原资料来历丰厚、工艺简略，价格廉价、运用方便等长处，成为人们运用最多、最广泛的电池种类。锌－锰电池以锌为负极，以二氧化锰为正极。依照根本结构，锌－锰电池可制成圆筒形、扣式和扁形，扁形电池不能单个运用，可组合叠层电池（组）。依照所用电解液的差别将锌－锰电池分为三个类型：
（1）铵型锌－锰电池：电解质以氯化铵为主，含少数氯化锌。
电池符号：（－）Zn│NH4Cl·ZnCl2│MnO2（+）
总电池反响： Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn（NH3）2Cl2+2MnO（OH）
（2） 锌型锌－锰电池：又称高功率锌－锰电池，电解质为氯化锌，具有防漏性能好，能大功率放电及能量密度较高级长处，是锌－锰电池的第二代产品，20世纪70年代初首先由德国推出。与铵型电池比较锌型电池长期放电不发作水，因而电池不易漏液。
电池符号：（－）Zn│ZnCl2│MnO2（+）
总电池反响（长期放电）：
Zn+2Zn（OH）Cl+6MnO（OH）=ZnCl2·2ZnO·4H2O+2Mn3O4
（3） 碱性锌－锰电池：这是锌－锰电池的第三代产品，具有大功率放电性能好、能量密度高和低温性能好等长处。
电池符号：（－）Zn│KOH│MnO2（+）
总电池反响： Zn+2H2O+2MnO2=2MnO（OH）+Zn（OH）2
锌－锰电池额外开路电压为1.5V，实践开路电压1.5－1.8V ，其作业电压与放电负荷有关，负荷越重或放电电阻越小，闭路电压越低。用于手电筒照明时，典型停止电压为0.9V，某些收音机答应电压降至0.75V。
2．锂原电池：又称锂电池，是以金属锂为负极的电池总称。锂的电极电势最负相对分子质量最小，导电性杰出，可制成一系列储存寿命长，作业温度规模宽的高能电池。依据电解液和正极物质的物理状况，锂电池有三种不同的类型，即：固体正极—有机电解质电池、液体正极—液体电解质电池、固体正极—固体电解质电池。Li—（CF）n的开路电压为3.3V，比能量为480W·h·L-1，作业温度在-55~70℃间，在20℃下可储存10年之久！它们都是近年来研发的新产品，现在首要用于军事、空间技术等特别范畴，在心脏起搏器等微、小功率场合也有使用。 吸氧腐蚀 金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属外表水膜中而发作的电化腐蚀，叫吸氧腐蚀．
例如钢铁在挨近中性的湿润的空气中腐蚀归于吸氧腐蚀，其电极反响如下：
负极（Fe）：Fe – 2e = Fe2+
正极（C）：2H2O + O2 + 4e = 4OH-
钢铁等金属的电化腐蚀首要是吸氧腐蚀．析氢腐蚀 在酸性较强的溶液中发作电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。在钢铁制品中一般都含有碳。在湿润空气中，钢铁外表会吸附水汽而构成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的H+增多。是就构成很多个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的细小原电池。这些原电池里发作的氧化复原反响是：
负极（铁）：铁被氧化Fe-2e=Fe2+；
正极（碳）：溶液中的H+被复原2H++2e=H2↑
这样就构成很多的细小原电池。最终氢气在碳的外表放出，铁被腐蚀，所以叫析氢腐蚀。
析氢腐蚀界说金属在酸性较强的溶液中发作电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。原电池的构成条件 原电池的作业原理原电池反响归于放热的氧化复原反响，但差异于一般的氧化复原反响的是，电子搬运不是经过氧化剂和复原剂之间的有用磕碰完结的，而是复原剂在负极上失电子发作氧化反响，电子经过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发作复原反响，然后完结复原剂和氧化剂之间电子的搬运。南北极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反响不断进行，发作有序的电子搬运进程，发作电流，完成化学能向电能的转化。
从能量转化视点看，原电池是将化学能转化为电能的设备；从化学反响视点看，原电池的原理是氧化复原反响中的复原剂失掉的电子经导线传递给氧化剂，使氧化复原反响别离在两个电极上进行。 原电池的构成条件有三个：
（1）电极资料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的资料（非金属或某些氧化物等）组成。
（2）两电极有必要浸泡在电解质溶液中。
（3）两电极之间有导线衔接，构成闭合回路。 只需具有以上三个条件就可构成原电池。而化学电源由于要求能够供给继续而安稳的电流，所以除了有必要具有原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化复原反响。也便是说，化学电源有必要是原电池，但原电池纷歧定都能做化学电池。
构成条件：总反响为自发的氧化复原反响
电极的构成：
a.生动性不同的金属—锌铜原电池，锌作负极，铜作正极；b.金属和非金属（非金属有必要能导电）—锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极；c.金属与化合物—铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极；d.惰性电极—氢氧燃料电池，电极均为铂。
电解液的挑选：电解液一般要能与负极资料发作自发的氧化复原反响。 原电池正负极判别：
负极发作氧化反响，失掉电子；正极发作复原反响，得到电子。
电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。 溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极 电极反响方程式的书写 负极：生动金属失电子，看阳离子能否在电解液中很多存在。假如金属阳离子不能与电解液中的离子共存，则进行进一步的反响。
例：甲烷燃料电池中，电解液为KOH，负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O，但CO2不能与OH-共存，要进一步反响生成碳酸根。
正极：①当负极资料能与电解液直接反响时，溶液中的阳离子得电子。例：锌铜原电池中，电解液为HCl，正极H+
得电子生成H2。②当负极资料不能与电解液反响时，溶解在电解液中的O2得电子。假如电解液呈酸性，O2+4e-+4H+==2H2O；假如电解液呈中性或碱性，O2+4e-+2H2O==4OH-。
特别状况：Mg-Al-NaOH，Al作负极。负极：Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O；正极：2H2O+2e-==H2↑+2OH-
Cu-Al-HNO3，Cu作负极。
留意：Fe作负极时，氧化产品是Fe2+而不可能是Fe3+；肼（N2H4）和NH3的电池反响产品是H2O和N2
无论是总反响，仍是电极反响，都有必要满意电子守恒、电荷守恒、质量守恒。 pH改变规则
电极周围：耗费OH-（H+），则电极周围溶液的pH减小（增大）；反响生成OH-（H+），则电极周围溶液的pH增大（减小）。
溶液：若总反响的成果是耗费OH-（H+），则溶液的pH减小（增大）；若总反响的成果是生成OH-（H+），则溶液的pH增大（减小）；若总反响耗费和生成OH-（H+）的物质的量持平，则溶液的pH由溶液的酸碱性决议，溶液呈碱性则pH增大，溶液呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。
常用原电池方程式
1．Cu─H2SO4─Zn原电池
正极： 2H++ 2e- == H2↑ 负极： Zn – 2e- == Zn2+
总反响式： Zn + 2H+== Zn2++ H2↑
2．Cu─FeCl3─C原电池 正极： 2Fe3++ 2e- == 2Fe2+
负极： Cu – 2e- == Cu2+
总反响式： 2Fe3++ Cu == 2Fe2++ Cu2+
3．钢铁在湿润的空气中发作吸氧腐蚀
正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
负极：2Fe – 4e- == 2Fe2+
总反响式：2Fe + O2 + 2H2O == 2Fe（OH）2
4．氢氧燃料电池（中性介质）
正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
负极：2H2 – 4e-== 4H+
总反响式：2H2 + O2 == 2H2O
5．氢氧燃料电池（酸性介质）
正极：O2 + 4H++ 4e- == 2H2O
负极：2H2 – 4e-== 4H+
总反响式：2H2 + O2 == 2H2O
6．氢氧燃料电池（碱性介质）
正极：O2 + 2H2O + 4e- == 4OH-
负极：2H2 – 4e- + 4OH- == 4H2O
总反响式：2H2 + O2 == 2H2O
7．铅蓄电池（放电）
正极 （PbO2） ：
PbO2 + 2e- + SO42- + 4H+ == PbSO4 + 2H2O
负极 （Pb） ：Pb- 2e-+ SO42-== PbSO4
总反响式：
Pb+PbO2+4H++ 2SO42- == 2PbSO4 + 2H2O
8．Al─NaOH─Mg原电池
正极：6H2O + 6e- == 3H2↑ + 6OH-
负极：2Al – 6e- + 8OH- == 2AlO2- + 4H2O
总反响式：2Al+2OH-+2H2O==2AlO2- + 3H2↑
9．CH4燃料电池（碱性介质）
正极：2O2 + 4H2O + 8e- == 8OH-
负极：CH4 -8e- + 10OH- == CO32- + 7H2O
总反响式：CH4 + 2O2 + 2OH- == CO32- + 3H2O *
10．熔融碳酸盐燃料电池
（Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液，CO作燃料）：
正极：O2 + 2CO2 + 4e- == 2CO32- （继续弥补CO2气体）
负极：2CO + 2CO32- – 4e- == 4CO2
总反响式：2CO + O2 == 2CO2
11．银锌扣子电池（碱性介质）
正极 （Ag2O） ：Ag2O + H2O + 2e- == 2Ag + 2OH-
负极 （Zn） ：Zn + 2OH- -2e- == ZnO + H2O
总反响式：Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag
1.物质在阳极是被氧化的啊，物质在阴极是被复原的！
金属活动次序表 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb h Cu Hg Ag Pt Au
还有要说一下的是，物质在负极是被氧化的，物质在正极被复原。别离正负电极，一般是比较电极的金属生动性！较生动的是负极，别的一个便是正极！要留意的是有特别状况，例如 Al ，Mg 电解质是NaOH溶液。这个时分便是Al为负极，由于Mg不好NaOH反响！
阴阳极的别离办法是，衔接电源正极的便是阳极，衔接电源负极的便是阴极。
