甲醇燃料电池的正负极反应式

2021-04-24 ryder

甲醇燃料电池详解

笔直甲醇燃料电池属于质子交换膜燃料电池（pEMFC）中之一类，笔直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），笔直甲醇燃料电池（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。这使得笔直甲醇燃料电池（DMFC）可能成为将来便携式电子产品使用的主流。

甲醇燃料电池原理

笔直甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它笔直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。

在笔直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平均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。

这种电池的期待工作温度为120℃以下，比标准的质子交换膜燃料电池略高，其效率约莫是40%左右。

笔直甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它笔直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

优点

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