甲醇燃料电池

甲醇燃料电池

直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳，质子和电子，如同标准的质子交换膜燃料电池一样，质子透过质子交换膜在阴极与氧反应，电子通过外电路到达阴极，并做功。

总反应式：2CH4O + 3O2 = 2CO2 + 4H2O 酸2CH4O+3O2+4OH–=2CO3(2-) +6H2O 碱

碱性条件：正极：3O2 + 12e–+ 6H20 → 12OH–负极：2CH4O - 12e–+ 16OH–→2CO3(

2-) + 12H2O 酸性条件：正极：3O2 + 12e–+ 12H+ → 6H2O 负极：2CH4O - 12e–+ 2H2O → 12H+ + 2CO2 这种电池的期望工作温度为120℃以下，比标准的质子交换膜燃料电池略高，其效率大约是40%左右。

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-

离子方程式为：CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O

总反应方程式为：CH4+2O2+2KOH===K2CO3+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

总反应方程式为：2O2+CH4===2H2O+CO2

反应情况：

1.随着电池不断放电，电解质溶液的碱性减小；

2.通常情况下，甲烷燃料电池的能量率大于甲烷燃烧的能量利用率。

甲烷燃料电池化学方程式

CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H20

①就是CH4在O2中燃烧，生成的CO2和OH-反应生成CO32-的离子反应方程式接着写正极，记住：正极在碱性条件下的反应一定是：O2+4e-+2H2O==4OH-

②接着将总反应式减去正极反应式就是负极反应式，这里有一点非常重要，就是一定要将O2消去，因为原电池负极发生氧化反应，而O2发生还原反应故一定要将O2消去将②X2 得到2O2+8e-+4H2O===8OH-

③①-③得到CH4-8e--4H2o+2OH-==CO32-+3H2O-8OH-移项的到负极反应式：CH4+10OH--8e-==CO32-+7H20总反应：CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H20

负极：CH4+10OH--8e-==CO32-+7H20

正极：O2+4e-+2H2O==4OH

氢—氧燃料电池

如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，在酸溶液中负极反应式为：

2H2-4e-==4H+ 正极反应式为：O2 + 4H+ +4eˉ== 2H2O;如是在碱溶液中，则不可能有H+出现，在酸溶液中，也不可能出现OHˉ。

若电解质溶液是碱、盐溶液则负极反应式为：2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20 正极为：O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ

若电解质溶液是酸溶液则负极反应式为：2H2-4eˉ=4H+（阳离子），正极为：O2+4eˉ+4H+=2H2O

乙醇燃料电池种类

乙醇燃料电池，KOH作电解质

总反应：C2H5OH+3O2+4KOH=2K2CO3+5H2O

负极：C2H5OH+16OH(-)-12e(-)=2CO3(2-)+11H2O 正极：O2+4e(-)+2H2O=4OH(-)

乙醇燃料电池，酸作电解质

正:O2 + 4H+ + 4e = 2H2O

负:C2H6O + 3H2O - 12e = 2CO2 + 12H+