甲醇燃料電池原理

直接甲醇燃料電池是質(zhì)子交換膜燃料電池的一種變種，它直接使用甲醇而勿需預先重整。甲醇在陽極轉換成二氧化碳，質(zhì)子和電子，如同標準的質(zhì)子交換膜燃料電池一樣，質(zhì)子透過質(zhì)子交換膜在陰極與氧反應，電子通過外電路到達陰極，并做功。

堿性條件　總反應式：2CH4O 3O2 4OH-= 2CO32- 6H2O

正極：O2 4e（-） 2H20 → 4OH（-）

負極：CH4O - 6e（-） 8OH（-） → CO3（2-） 6H2O

酸性條件 2CH4O 3O2→2CO2 4H2O

正極：O2 4e（-） 4H（ ） → 2H2O

負極：CH4O - 6e（-） H2O → 6H（ ） CO2

在直接甲醇燃料電池的工作過程中，一定濃度的甲醇溶液從電池的陽極流場結構中通過，在液體的流動過程中，甲醇溶液經(jīng)過陽極擴散層，至陽極催化層處被氧化。透過質(zhì)子交換膜，作為反應產(chǎn)物的質(zhì)子得以遷移到陰極一側，電子則通過外電路由陽極向陰極傳遞，并在此過程中對外做功。同時，在陽極 MEA 中電解質(zhì)的作用下，CO2氣體以氣泡的形式在陽極流場內(nèi)隨甲醇溶液排出。在電池的陰極一側，陰極集流板流場結構均勻分配后的空氣或氧氣擴散進入陰極催化層，被來自陽極的質(zhì)子電化學還原，生成的水蒸氣或液態(tài)形式的水與反應尾氣一起離開電池的陰極流場。

這種電池的期望工作溫度為120℃以下，比標準的質(zhì)子交換膜燃料電池略高，其效率大約是40%左右。

直接甲醇燃料電池是質(zhì)子交換膜燃料電池的一種變種，它直接使用甲醇而勿需預先重整。甲醇在陽極轉換成二氧化碳和氫，如同標準的質(zhì)子交換膜燃料電池一樣，氫然后再與氧反應。

甲醇燃料電池技術難點

1、催化劑催化效果不佳

現(xiàn)在甲醇燃料電池所使用的催化劑為貴金屬納米催化劑，不但成本過高，而且活性和穩(wěn)定性都不是很理想，目前又暫時找不到更好的代替催化劑，所以阻礙了甲醇燃料電池的進一步發(fā)展。

2、質(zhì)子交換膜透過率過高

目前的質(zhì)子交換膜甲醇透過很嚴重，這樣便會造成燃料的浪費，自然整個電池的性能也會下降，達不到技術要求。

3、電池集成技術還不夠先進

正是因為這三個原因，所以導致目前的甲醇燃料電池發(fā)展較慢，相較之下，氫燃料電池發(fā)展的速度就要比甲醇燃料電池快多了。

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