甲烷燃料电池电极反应式_甲烷燃料电池优缺点

　　甲烷燃料电池电极反应式

　　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-

　　总反应方程式为：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，电解质溶液的酸性减小；

　　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-

　　正极在碱性条件下的反应一定是：O2+4e-+2H2O==4OH-

　　②将总反应式减去正极反应式得到负极反应式，并将O2消去

　　将总反应式减去正极反应式得到CH4-8e--4H2O+2OH-==CO32-+3H2O-8OH-

　　移项得到负极反应式：CH4+10OH--8e-==CO32-+7H20

　　甲烷燃料电池优缺点

　　优点：

　　1.低污染：使用氢气与氧气作为燃料，生成物只有水和热，若使用烃类生成水，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换成电能，故不受卡諾循环的限制。

　　3.无噪音：电池本体在发电时，无需其他机件的配合，因此没有噪音问题。

　　4.用途广泛：提供的电力范围相当广泛，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。

　　缺点：

　　1.燃料来源不普及：氢气的储存可说是困难又危险，而甲醇、乙醇、或天然气缺乏供应系统，无法方便的供应给使用者。

　　2.无标准化的燃料：现今市面上有以天然气、甲烷、甲醇与氢气等作为燃料的电池，虽然提供消费者很多种选择，但因为没有单一化及标准化的燃料，要能够营利是困难的，而且燃料种类的更换有可能使现有的供应系统进行改装，产生额外的费用。

　　3.体积太大：目前的燃料电池体积都还过大携带不方便。

　　4.成本过高：目前燃料电池使用可以提高发电的效率的材料，但成本也就相对的高，不过经由制造技术的改进及量产，成本已下降许多。

　　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。燃料的选择性非常高，包括纯氢气（H2）、甲醇（CH3OH）、乙醇（CH3CH2OH）、天然气，甚至于现在运用最广泛的汽油，都可以作为燃料电池的燃料。这是目前其他所有动力来源无法做到的。而以燃料电池做为汽车的动力，已被公认是廿一世纪必然的趋势。

　　燃料电池则是以具有可燃性的燃料与氧反应产生电力；通常可燃性燃料如瓦斯、汽油、甲烷（CH4）、乙醇（酒精）、氢等这些可燃性物质都要经过燃烧加热水使水沸腾，而使水蒸气推动涡轮发电，以这种转换方式大部分的能量通常都转为无用的热能。

　　转换效率通常只有约30%相当的低，而燃料电池是以特殊催化剂使燃料与氧发生反应产生二氧化碳（CO2）和水（H2O），因不需推动涡轮等发电器具，也不需将水加热至水蒸气再经散热变回水，所以能量转换效率高达70%左右，足足比一般发电方法高出了约40%；优点还不只如此，二氧化碳排放量比一般方法低许多，水又是无害的产生物，是一种低污染性的能源。