Question

甲醇燃料电池的原理

Answer 1

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。

Answer 2

甲醇燃料电池的原理：
甲醇燃料电池使用液体甲醇而不是氢气。甲醇(CH3OH)与水混合，并直接进入燃料电池阳极，在此它藉助催化剂层被氧化而生成二氧化碳、氢离子(H+)和电子，电子通过外部电路运动作为燃料电池的电力输出，正离子(H+)通过质子交换膜(PEM)传送至阴极，在此它们与氧反应生成水，水再循环与甲醇一起输入。
甲醇燃料电池的优点：
1、甲醇燃料电池不需燃料的前期处理程序，能直接通过特定的方法使甲醇和空气化学反应产生热力学电势；
2、不用借助运动机件，通过电化学反应产生电流，不用燃烧；
3、无需将燃料储存重新变为氢气或将氢气暴露于质子交换膜；
4、除去了内部加热冷却金属板、水和热力处理系统、压强平衡等设备；
5、生产成本较低，可用非金属轻而易曲的材料制成；
6、能量密度高，产品面向轻薄化。
甲醇燃料电池的前景：
甲醇燃料电池是一种将化学能连续不断地转化为电能的可再生清洁能源，具有能量转化效率高、运行安全方便、发电时间持久等优点，其应用广泛，特别适合作为笔记本电脑、电动自行车等便携式中小型化电源或充电电源使用。
另外，甲醇燃料电池的技术研究集中在流动电话、笔记本电脑和其他便携式产品，其它应用焦点有手提电力工具、地点能远程设备如助听器、烟雾探测器等。
事实上，甲醇燃料电池不仅可连接到高压输电提供补充电力，而且可作为高效率的后备电源。由此可见，甲醇燃料电池的发展前景非常可观。