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甲醇燃料电池原理是什么 甲醇燃料电池有哪些技术难点

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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

碱性条件 总反应式2CH4O 3O2 4OH-= 2CO32- 6H2O

正极O2 4e(-) 2H20 → 4OH(-)

负极CH4O - 6e(-) 8OH(-) → CO3(2-) 6H2O

酸性条件 2CH4O 3O2→2CO2 4H2O

正极O2 4e(-) 4H( ) → 2H2O

负极CH4O - 6e(-) H2O → 6H( ) CO2

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

甲醇燃料电池技术难点

1催化剂催化效果不佳

现在甲醇燃料电池所使用的催化剂为贵金属纳米催化剂不但成本过高而且活性和稳定性都不是很理想目前又暂时找不到更好的代替催化剂所以阻碍了甲醇燃料电池的进一步发展

2质子交换膜透过率过高

目前的质子交换膜甲醇透过很严重这样便会造成燃料的浪费自然整个电池的性能也会下降达不到技术要求

3电池集成技术还不够先进

正是因为这三个原因所以导致目前的甲醇燃料电池发展较慢相较之下氢燃料电池发展的速度就要比甲醇燃料电池快多了

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2023-11-19
电池
电池
电池(Battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间,能将化学能转化成电能的装置。
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