《电子技术应用》
您所在的位置:首页 > 模拟设计 > 业界动态 > 燃料电池的正负极解析

燃料电池的正负极解析

2020-04-05
来源:电源网

    什么是甲醇燃料电池?它有什么作用?本文主要讲了甲醇燃料电池的有关内容包括:甲醇燃料电池原理、甲醇燃料电池优缺点以及甲醇燃料电池的正负极反应式,下面就随小编来看看吧。

    直接甲醇燃料电池属于质子交换膜燃料电池(PEMFC)中之一类,直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源,而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。相较于质子交换膜燃料电池(PEMFC) ,直接甲醇燃料电池 (DMFC) 具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。这使得直接甲醇燃料电池 (DMFC)可能成为未来便携式电子产品应用的主流。

    

5e89310535d4f.png

    甲醇燃料电池原理

    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。

    直接甲醇燃料电池属于质子交换膜燃料电池(PEMFC)中之一类,直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源,而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。相较于质子交换膜燃料电池(PEMFC) ,直接甲醇燃料电池 (DMFC) 具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。这使得直接甲醇燃料电池 (DMFC)可能成为未来便携式电子产品应用的主流。

    在直接甲醇燃料电池的工作过程中,一定浓度的甲醇溶液从电池的阳极流场结构中通过,在液体的流动过程中,甲醇溶液经过阳极扩散层,至阳极催化层处被氧化。透过质子交换膜,作为反应产物的质子得以迁移到阴极一侧,电子则通过外电路由阳极向阴极传递,并在此过程中对外做功。同时,在阳极 MEA 中电解质的作用下,CO2气体以气泡的形式在阳极流场内随甲醇溶液排出。在电池的阴极一侧,阴极集流板流场结构均匀分配后的空气或氧气扩散进入阴极催化层,被来自阳极的质子电化学还原,生成的水蒸气或液态形式的水与反应尾气一起离开电池的阴极流场。

    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。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和氢,如同标准的质子交换膜燃料电池一样,氢然后再与氧反应。

    甲醇燃料电池优缺点

    优势

    1、体积小巧

    2、燃料使用便利

    3、洁净环保

    4、理论能量比高

    缺陷

    1、能量转化率低

    2、性能衰减快

    3、成本高

    甲醇燃料电池的正负极反应式

    碱性条件

    总反应式:2CH4O + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O

    正极:3O2 + 12e– + 6H20 → 12OH–

    负极:2CH4O - 12e– + 16OH~ → 2CO32- + 12H2O

    酸性条件

    总反应同上:2CH4O + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O

    正极:3O2 + 12e– + 12H+ → 6H2O

    负极:2CH4O - 12e– + 2H2O → 12H+ + 2CO2

    以上就是甲醇燃料电池的正负极反应式,希望能给大家帮助。

    

本站内容除特别声明的原创文章之外,转载内容只为传递更多信息,并不代表本网站赞同其观点。转载的所有的文章、图片、音/视频文件等资料的版权归版权所有权人所有。本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如涉及作品内容、版权和其它问题,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以便迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。联系电话:010-82306118;邮箱:aet@chinaaet.com。