甲烷燃料电池（甲烷燃料电池4种情况）

碱性介质中的甲烷燃料电池)负极:CH4+10OH-8E-= = Co32-+7H2O正极:H2O 2+8E-+4H2O = = = 8OH-；总反应方程式为:CH4+2o2+2koh = = K2CO3+3H2O。

8e-===CO32-

+7H2O

阴极:2O2+8e-+4H2O===8OH-

离子方程式:CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O

总反应方程式为:CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O

酸性介质中的甲烷燃料电池:

负极:CH4-8e-+2h2o = = CO2+8h+

阴极:2O2+8e-+8H+===4H2O

总反应方程式为:2O2+CH4===2H2O+CO2。

反应情况:

1.随着电池不断放电，电解液的碱度降低；

2.通常，甲烷燃料电池的能量比大于甲烷燃烧的能量利用率。

甲烷燃料电池的化学方程式

CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H20

①表示CH4在O2中燃烧，CO2与OH-反应生成CO32-离子的反应方程式。然后写正极。记住，正极在碱性条件下的反应一定是:O2+4e-+2H2O==4OH-

②负反应式减去正反应式，得到总反应式。这里，消除O2是非常重要的，因为原电池的负电极经历氧化反应，而O2经历还原反应。

因此，必须消除O2和②X2。

得到

2O2+8e-+4H2O===8OH-

③①-③

得到CH4-8e-4h2o+2OH-= = CO32-+3h2o-8oh-移向负极的反应式:CH4+10OH-8e-= = CO32-+7h2o总反应:CH4+2 O2+2OH-= = CO32-+3h2o负极:CH4+。

(1)燃料电池在酸性条件下的反应通式:CH4+202═CO2+2h2o；(2)燃料电池在碱性条件下的反应通式为CH4+202+2 na0h·═·na2co 3+3h2o；(3)固体电解质(在高温下能传导O2-)燃料电池的总反应式为CH4+202═CO2+2h2o；(4)电池在熔融碳酸盐(如熔融k2c03)中的反应通式为CH4+202═C02+2H20.

？

甲烷燃料电池的四个环境方程

不同环境下甲烷燃料电池电极反应类型的编制

(1)在酸性条件下，负极上的燃料甲烷失去电子，发生氧化反应生成二氧化碳，负极的电极反应式为CH4-8e-+2h2o·═·CO2+8h+；阳极氧的电子与氢离子反应生成水，电极反应式为2o2+8e-+8h+═·42h2o；

所以，答案是:CH4-8e-+2h2o═CO2+8h+；2O2+8e-+8H+═42H2O.

(2)碱性条件下，氧在正极上的电子生成氢氧根离子，正极反应式为:H2O 2+4H2O+8E-= 8OH-；在负极上，甲烷可以反应生成二氧化碳和水，二氧化碳和氢氧化钠可以反应生成碳酸钠，所以负极反应式为:CH4+10OH-8E-= Co32-+7H2O；

所以，答案是:H2O 2+4H2O+8E-= 8OH-；CH4+10OH - 8e-=CO32-+7H2O .

(3)在固体电解质中，氧在正极上的电子生成02-，正极反应式为:H2O 2+8e-= 402-；当负极中的甲烷失去电子生成二氧化碳和水时，负极反应式为ch4+4o2-8e-═CO2+2h2o；

所以，答案是:2 O2+8E-= 402-；CH4+4o 2-8e-═co2+2h2o；

(4)在熔融碳酸盐(如熔融K2C03)的环境中，阳极上氧的电子生成碳酸根离子，正反应式为2o2+4co2+8e-θ 4co32-，负反应式为CH4+4co 32-8e-= 5 CO2+2h2o；

所以，答案是:2o2+4co2+8e-═4co 32-；CH4+4CO32 - 8e-=5CO2+2H2O .

不同环境下甲烷燃料电池电极反应类型的编制

(1)酸性条件

燃料电池总反应式。CH4+2o2 ═ CO2+2h2o

负电极CH4-8e-+2h2o ═ CO2+8h+。2o2+8e-+8h+═·4h2o。

(2)碱性条件

燃料电池的总反应式是CH4+2O2+2NaOH═Na2CO3+3H2O.

2o 2+4H2O+8e-= 8OH-/CH4+10OH-8e-= Co32-+7H2O .

(3)固体电解质(在高温下能传导O2-)

燃料电池总反应式:CH4+2O2═CO2+2H2O

2o2+8e-=4o2-.ch4+4o2-8e-═co2+2h2o。

(4)在熔融碳酸盐(如熔融K2CO3)的环境中

电池的总反应式为CH4+2o 2·═·CO2+2h2o。

2o2+4co2+8e-═4co 32号。CH4+4co 32-8e-= 5 CO2+2h2o .

甲烷燃料电池的优缺点

一、甲烷燃料电池的优点:

1.低污染:以氢气和氧气为燃料，产品只含有水和热量。如果碳氢化合物被用来生产水、二氧化碳和热量，就没有污染物。

2.效率高:燃料中的化学能直接转化为电能，所以不受卡诺循环的限制。

3.无噪音:电池本体发电时，不需要其他零件的配合，所以不存在噪音问题。

4.应用广泛:提供从计算器到发电厂的各种电源。

5.无需充电:电池本体不含燃料，只需持续供应燃料即可持续发电。

两个。甲烷燃料电池的缺点:

1.燃料来源不普及:氢气的储存可以说是既困难又危险，而甲醇、乙醇或天然气缺乏供应系统，无法方便地供应给用户。

2.非标准化燃料:今天，市场上有使用天然气、甲烷、甲醇和氢作为燃料的电池。虽然消费者有很多选择，但由于没有单一的、标准化的燃料，很难盈利。此外，燃料类型的改变可能导致对现有供应系统的修改，从而产生额外的成本。

3.太大:目前的燃料电池太大，无法携带。

4.成本高:目前燃料电池使用能提高发电效率的材料，但成本相对较高。但是通过制造技术的提高和量产，成本下降了很多。

甲烷燃料电池的基本化学是燃烧。甲烷是还原剂，氧气是氧化剂。将它们分别相加可以得到总反应式。

例如，在酸性介质中，负极CH4-8E12H2O = CO2-18H+，正极2O2-18E18H+= 4H2O。把它们加在一起，CH4 2O 2 = CO2 2H2O。

甲烷燃料电池的电极反应式:(碱性介质中的甲烷燃料电池)负极:CH4+10OH-8E-= = Co32-+7H2O正极:2O2+8e-+4H2O===8OH-。总反应方程式为:CH4+2o2+2koh = = K2CO3+3H2O。

燃料电池的缺点:燃料来源不普及:氢气的储存可以说是既困难又危险，而甲醇、乙醇，或者天然气缺乏供应系统，无法方便地供应给用户。非标准化燃料:目前市场上有以天然气、甲烷、甲醇、氢气为燃料的电池。虽然它为消费者提供了多种选择，但由于没有单一的、标准化的燃料，很难盈利，而且燃料类型的改变可能会使现有的供应系统发生修改，从而产生额外的成本。

碱性介质中的甲烷燃料电池

负极:CH4+10OH-8E-= = = Co32-+7H2O

阴极:2O2+8e-+4H2O===8OH-

离子方程式:CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O

总反应方程式为:CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O

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