甲烷燃料电池的原理及介绍

发电原理

【资料图】

严格来说，燃料电池不是电池，而是电化学反应的介质和发电装置。因为参与电极反应的活性物质不能储存在电池内部，而是由电池外部供给，只要不断输入燃料薛，就会不断输出电力。

燃料电池的主要燃料通常是氢气。氢气和氧气通过电化学反应被氧化，输出电能、纯水和热量。可以看出，化学能可以直接转化为电能，不需要多次转化，不受卡诺循环的限制，节省了机械能的能量损耗。因此与内燃机相比，能量转换效率在30%以上，电流效率可达70%。热量回收的话能达到85%，渴望成为最

燃料电池的基本元件是可渗透的电解质夹在两个电极之间。通常在两个电极中加入碳粉、铂等催化剂作为催化剂，加速氢氧分子分解为电子和离子。电解质被用作离子的通道。传输效率越高，电流密度就越高。而电解质的电子传输效果很差，所以电子是通过外电路传输的。

电池分类

目前，燃料电池有多种形式，根据电解质不同分为碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池和甲醇燃料电池。根据工作温度，有高温型(300)、中温型(150~300)和低温型(150)，但通常以电解质型来区分。以下是一些燃料电池3360的简要描述

碱性燃烧？电池

最初由弗朗西斯托马斯培根博士于1925年开发，通常用于人造卫星、航空航天和军事应用。因为氧气在碱性溶液中的活性大于在酸性溶液中的活性，所以可以使用廉价的氧气。比如银和镍作为电极材料？但电解质溶液为强碱时，会与空气中的二氧化碳形成碳酸盐，沉积在多孔电极上，造成堵塞。所以阳极燃烧必须用纯氢？以纯氧气为氧化剂的阴极。

磷酸燃烧？电池

它被称为第一代燃料电池。用浓磷酸做电解液烧酸溶液？电池，而电池性能呢？在二氧化碳的影响下，空气可以直接供给阴极。目前？虽然已经在发电机组上商业化了，但是成本总是很高？但不是一切。

熔融碳酸盐燃烧？电池

碱金属碳酸盐只有在熔融状态下才能起到离子传导的作用，所以工作温度必须在熔点以上。在工作温度下，阴极的二氧化碳与氧气反应生成CO32-，CO32-通过电解质引入阳极，与氢气反应生成二氧化碳和水蒸气。二氧化碳可以在被阳极回收后再循环到阴极。因为熔盐燃料电池容易反应，镍和氧化镍可以代替昂贵的金属作为催化剂。

固体氧化物燃烧？电池

固体氧化物燃料电池有第三代燃料电池的称号。电解质是一种固体、无孔的金属氧化物，氧离子在晶体中穿梭传输离子。电池的主要材料仅限于陶瓷或金属氧化物。目前技术已进入成熟稳定阶段，但只有少数材料能长时间高温运行且价格昂贵，有向中温电池发展的趋势。

质子交换膜燃料电池

只有里面的水是液体。虽然没有腐蚀问题，但是水管呢？影响燃烧吗？电池运行的重要因素。由于膜必须含有水，燃料电池的工作温度必须限制在水的沸点，水的生成速率必须高于蒸发速率，这样膜才能保持足够的水？状态。

甲醇直接燃烧？电池

目前氢气大部分来自甲醇蒸汽重整，这么近？索姆

甲烷是一种无色无味的气体，也是最简单的有机物，别名3360天然气，沼气。也是含碳量最小(含氢量最大)的碳氢化合物。它是沼气、天然气、隧道气、油田气的主要成分，与空气的重量比为0.54，比空气轻一半左右。甲烷溶解度低，燃烧时产生明亮的深蓝色火焰。微毒。

在实验室中，将乙酸钠和氢氧化钠混合加热，生成碳酸钠和甲烷，可以制得少量甲烷。要制备大量的沼气，可以将有机物放入沼气池，控制温度和湿度，有机物可以分解成甲烷、二氧化碳、氢气、硫化氢、一氧化碳等。甲烷占60%-70%。低温液化后，可以提取甲烷，生产廉价的甲烷。

甲烷燃料电池是化学电池中的氧化还原电池。甲烷(主要成分为CH4)用作燃料，它与氧化剂O2反应生成CO2和H2O。如果电子在反应中丢失或消失，可以产生电流来发电。美国科学家设计了一种新型电池，这种电池使用甲烷等碳氢化合物作为燃料，其成本远低于传统的以氢气为燃料的燃料电池。燃料电池利用气体燃料和氧气直接反应产生电能，效率高，污染小。这是一种很有前途的能源利用方式。然而，传统燃料电池使用氢气作为燃料，难以生产和储存，导致燃料电池成本高。研究人员试图使用廉价的碳氢化合物作为燃料，但化学反应产生的残留物往往会积聚在镍电池的正极上，导致开路。美国科学家用铜和陶瓷的混合物制作电池正极，解决了残渣堆积的问题。这种新型电池可以使用甲烷、乙烷、甲苯、丁烯和丁烷作为燃料。

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