燃料电池的正负极解析

什么是甲醇燃料电池?它有什么作用?本文主要讲了甲醇燃料电池的有关内容包括：甲醇燃料电池原理、甲醇燃料电池优缺点以及甲醇燃料电池的正负极反应式，下面就随小编来看看吧。

直接甲醇燃料电池属于质子交换膜燃料电池(PEMFC)中之一类，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。相较于质子交换膜燃料电池(PEMFC) ，直接甲醇燃料电池 (DMFC) 具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。这使得直接甲醇燃料电池 (DMFC)可能成为未来便携式电子产品应用的主流。

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。

直接甲醇燃料电池属于质子交换膜燃料电池(PEMFC)中之一类，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。相较于质子交换膜燃料电池(PEMFC) ，直接甲醇燃料电池 (DMFC) 具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。这使得直接甲醇燃料电池 (DMFC)可能成为未来便携式电子产品应用的主流。

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。

甲醇燃料电池优缺点

优势

1、体积小巧

2、燃料使用便利

3、洁净环保

4、理论能量比高

缺陷

1、能量转化率低

2、性能衰减快

3、成本高

甲醇燃料电池的正负极反应式

碱性条件

总反应式：2CH4O + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O

正极：3O2 + 12e– + 6H20 → 12OH–

负极：2CH4O - 12e– + 16OH~ → 2CO32- + 12H2O

酸性条件

总反应同上：2CH4O + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O

正极：3O2 + 12e– + 12H+ → 6H2O

负极：2CH4O - 12e– + 2H2O → 12H+ + 2CO2

以上就是甲醇燃料电池的正负极反应式，希望能给大家帮助。