Question

谁能解释一下甲烷燃料电池反应过程？（只是方程式不行）

Answer 1

碱性介质下的甲烷燃料电池
负极：CH4+10OH-—8e-＝＝＝CO32- +7H2O 正极：O2+4e-+2H2O＝＝＝4OH-
离子方程式为：CH4+2O2+2OH-＝＝＝CO32-+3H2O
总反应方程式为：CH4+2O2+2KOH＝＝＝K2CO3+3H2O
酸性介质下的甲烷燃料电池： 负极：CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+ 正极：O2+4e-+4H+=2H2O
CO32-是碳酸根，反应过程就是把原来的直接燃烧变成间接的，通过酸性或碱性的溶液介质，让溶液中的氢氧根或水分子等和反应物质先反应，电子通过外部的导线传递，溶液内的离子通过浓度差从阳极迁移到阴极或从阴极到阳极，保持溶液内离子浓度的平衡。
如第一个碱性条件下，CH4和OH-反应，给出8个电子，通过外部导线传到正极，这样外部就产生电流，正极的氧就结合负极给出的电子，和水结合在生成OH-，正常电池反应中溶液浓度是不会变化的，单此处溶液PH会逐渐降低，因为甲烷燃烧产生的是CO2，CO2和水结合产生H2CO3，这里就会产生H+，所以PH会降低，同时因为OH-浓度的改变也会影响电池的效率，所过过一段时间就要通过其他的方法改变一下溶液的PH，保证电池的效率。酸性条件按碱性类推一下就出来了。

Answer 2

甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O。
负极反应有：CH4 – 8e- + 8OH- = CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- = CO32- + H2O，
负极反应式为：CH4 + 10OH- + 8e- = CO + 7H2O
正极发生的反应有：O2 + 4e- = 2O2- 和O2- + H2O = 2OH-
所以正极反应式为：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
[技巧1]燃料电池的负极反应，一般较难写出，而正极反应和电池总反应却较易写出。用电池总反应减去正极反应可得负极反应，这是写负极反应式的一种巧妙方法。
甲烷燃料电池总离子反应式为：CH4 + 2OH-+ 2O2 = CO + 3H2O ①
正极反应式为：O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- ②
故负极反应式应为：①-②＊2 即得CH4 + 10OH- - 8e- = CO + 7H2O

技巧2]根据得失电子守恒，原子守恒，电荷守恒直接书写较复杂的负极电极反应式。
负极中，甲烷被氧化为二氧化碳，二氧化碳在碱性条件不能存在，结合氢氧根生成碳酸根。甲烷中碳元素化合价由-4价升高到碳酸根中的+4价，故1 mol甲烷失去8 mol电子，结合OH-生成1 mol CO，再根据电荷守恒，电极反应式右侧CO带两个单位负电荷，故左侧应该有10 mol OH-,再根据原子守恒，电极反应式右侧加上7 mol H2O。即得CH4 + 10OH- - 8e- = CO + 7H2O

Answer 3

要反应过程就是化学方程式啊，难道你想要电池组装图吗，那样更直观，不用去弄明白内部怎么运行的。去大学图书馆下载。

Answer 4

简单介绍熔融碳酸盐燃料电池的反应本质

Answer 5

甲烷燃料电池是以甲烷和氧气为原料的化学电源，该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气，将反应产生的化学能转变为电能的装置。
甲烷燃料电池的电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O。
负极反应有：CH4 – 8e- + 8OH- = CO2 + 6H2O CO2 + 2OH- = CO32- + H2O，
负极反应式为：CH4+10OH- - 8e-＝＝＝CO32- +7H2O
正极发生的反应有：O2 + 4e- = 2O2- 和O2- + H2O = 2OH-
所以正极反应式为：O2+4e-+2H2O＝＝＝4OH-