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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(yáng)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(guò)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(guò)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。
一、堿性條件
總反應(yīng)式:2CH4O + 3O2 = 2CO2 + 4H2O
正極:3O2 + 12e– + 6H20 → 12OH–
負(fù)極:2CH4O - 12e– + 12OH~ → 2CO2 + 10H2O
二、酸性條件
總反應(yīng)式:2CH4O + 3O2 = 2CO2 + 4H2O
正極:3O2 + 12e– + 12H+ → 6H2O
負(fù)極:2CH4O - 12e– + 2H2O → 12H+ + 2CO2
這種電池的期望工作溫度為120℃以下,比標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)子交換膜燃料電池略高,其效率大約是40%左右。
1、甲醇燃料電池不需燃料的前期處理程序,能直接通過(guò)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(guò)電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流,不用燃燒;
3、無(wú)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。
另外,甲醇燃料電池的技術(shù)研究集中在流動(dòng)電話、筆記本電腦和其他便攜式產(chǎn)品,其它應(yīng)用焦點(diǎn)有手提電力工具、地點(diǎn)能遠(yuǎn)程設(shè)備如助聽器、煙霧探測(cè)器等。
事實(shí)上,甲醇燃料電池不僅可連接到高壓輸電提供補(bǔ)充電力,而且可作為高效率的后備電源。由此可見,甲醇燃料電池的發(fā)展前景非常可觀。