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甲烷燃料電池

發布時間: 2023-01-11 03:36:50

A. 甲烷燃料電池電極反應式是什麼

甲烷燃料電池熔融碳酸鹽電極反應式:CH4+2O2=CO2+2H2O。甲烷燃料電池是化學電池中的氧化還原電池。燃料電池是燃料和氧化劑(一般是氧氣)在電極附近參與原電池反應的化學電源。
將這些正負極反應疊加起來,得到氫氧燃料電池的總反應都是2H2+O2=2H2O。
氫-氧燃料電池反應原理這個反應是電解水的逆過程。
電極應為:負極:H_+2OH_→2H_O+2e_正極:1/2O_+H_O+2e_→2OH_電池反應:H_+1/2O_==H_O。

B. 甲烷燃料電池電極反應式是什麼

(鹼性介質下的甲烷燃料電池)負極:CH4+10OH - - 8e-===CO32- +7H2O 正極:2O2+8e-+4H2O===8OH-。總反應方程式為:CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O。

(酸性介質下的甲烷燃料電池)負極:CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+ 正極:2O2+8e-+8H+===4H2O;總反應方程式為:2O2+CH4===2H2O+CO2。

甲烷燃料電池缺點:

燃料來源不普及:氫氣的儲存可說是困難又危險,而甲醇、乙醇、或天然氣缺乏供應系統,無法方便的供應給使用者。

無標准化的燃料:現今市面上有以天然氣、甲烷、甲醇與氫氣等作為燃料的電池,雖然提供消費者很多種選擇,但因為沒有單一化及標准化的燃料,要能夠營利是困難的,而且燃料種類的更換有可能使現有的供應系統進行改裝,產生額外的費用。

C. 甲烷燃料電池四種環境方程式是什麼

1、酸性條件,負極上燃料甲烷失電子發生氧化反應生成二氧化碳,則負極的電極反應式為:CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+;正極上氧氣得電子和氫離子反應生成水,電極反應式為2O2+8e-+8H+═42H2O,故答案為:CH4-8e-+2H2O═CO2+8H+;2O2+8e-+8H+═42H2O。

2、鹼性條件下,正極上氧氣得電子生成氫氧根離子,則正極電極反應式為:2O2+4H2O+8e-=8OH-;在負極上甲烷反應能生成二氧化碳和水,二氧化碳和氫氧化鈉反應生成碳酸鈉,則負極電極反應式為:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O; 故答案為:2O2+4H2O+8e-=8OH-;CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。

3、固體電解質中,正極上氧氣得電子生成02-,則正極電極反應式為:2O2+8e-=402-;負極上甲烷失電子生成二氧化碳和水,則負極電極反應式為:CH4+4O2--8e-═CO2+2H2O; 故答案為:2O2+8e-=402-;CH4+4O2--8e-═CO2+2H2O。

4、熔融碳酸鹽(如:熔融K2C03)環境下,正極上氧氣得電子生成碳酸根離子,正極反應式為2O2+4CO2+8e-═4CO32-,負極上甲烷失電子轉化為二氧化碳,負極反應式為CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O; 故答案為:2O2+4CO2+8e-═4CO32-;CH4+4CO32--8e-=5CO2+2H2O。

甲烷燃料電池的特點

甲烷燃料電池是化學電池中的氧化還原電池。燃料電池是燃料和氧化劑(一般是氧氣)在電極附近參與原電池反應的化學電源。甲烷(CH4)燃料電池就是用沼氣(主要成分為CH4)作為燃料的電池,與氧化劑O2反應生成CO2和H2O,反應中得失電子就可產生電流從而發電。

燃料電池使用氣體燃料和氧氣直接反應產生電能,其效率高、污染低,是一種很有前途的能源利用方式。但傳統燃料電池使用氫為燃料,而氫既不易製取又難以儲存,導致燃料電池成本居高不下。

以上內容參考網路-甲烷燃料電池

D. 甲烷燃料電池的電極反應式是什麼

正極發生的反應:O2+2CO2 +4e-=2CO32。

負極反應:CH4– 8e- + 4CO32-=5CO2 + 2H2O。

由於電解質為熔融的K2CO3,且不含O2和HCO3,生成的CO2不會與CO32反應生成HCO3的,該燃料電池的總反應式為: CH4+2O2=CO2+2H2O。

在熔融碳酸鹽環境中,其正極反應式為O2+2CO2 +4e-=2CO32。

其電極反應式可利用總反應式減去正極反應式求得。



(4)甲烷燃料電池擴展閱讀:

優點:

1、低污染:使用氫氣與氧氣作為燃料,生成物只有水和熱,若使用烴類生成水,二氧化碳和熱,沒有污染物。

2、高效率:直接將燃料中的化學能轉換成電能,故不受卡諾循環的限制。 3. 無噪音:電池本體在發電時,無需其他機件的配合,因此沒有噪音問題。 4. 用途廣泛:提供的電力范圍相當廣泛,小至計算器大至發電廠。

3、無需充電:電池本體中不包含燃料,只需不斷地供給燃料便可不停地發電。

E. 甲烷燃料電池電極反應式

(鹼性介質下的甲烷燃料電池)負極:CH4+10OH - - 8e-===CO32- +7H2O 正極:2O2+8e-+4H2O===8OH-;總反應方程式為:CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O。(酸性介質下的甲烷燃料電池)負極:CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+ 正極:2O2+8e-+8H+===4H2O;總反應方程式為:2O2+CH4===2H2O+CO2。

知識拓展

甲烷燃料電池是化學電池中的氧化還原電池。燃料電池是燃料和氧化劑(一般是氧氣)在電極附近參與原電池反應的化學電源。甲烷(CH4)燃料電池就是用沼氣(主要成分為CH4)作為燃料的電池,與氧化劑O2反應生成CO2和H2O.反應中得失電子就可產生電流從而發電。美國科學家設計出以甲烷等碳氫化合物為燃料的新型電池,其成本大大低於以氫為燃料的傳統燃料電池。燃料電池使用氣體燃料和氧氣直接反應產生電能,其效率高、污染低,是一種很有前途的能源利用方式。但傳統燃料電池使用氫為燃料,而氫既不易製取又難以儲存,導致燃料電池成本居高不下。

甲烷(系統名為「碳烷」,但只在介紹系統命名法時會出現,一般用習慣名「甲烷」)在自然界的分布很廣,甲烷是最簡單的有機物,是天然氣,沼氣,坑氣等的主要成分,俗稱瓦斯。也是含碳量最小(含氫量最大)的烴,也是天然氣、沼氣、油田氣及煤礦坑道氣的主要成分。它可用來作為燃料及製造氫氣、炭黑、一氧化碳、乙炔、氫氰酸及甲醛等物質的原料。

F. 甲烷燃料電池的化學方程式是什麼

如圖所示

G. 甲烷燃料電池各級方程式

負極:CH₄+10OH⁻+8e⁻=CO₃²⁻+7H₂O;
正極:2O₂+4H₂O +8e⁻=8OH⁻。

甲烷(CH₄)燃料電池就是用沼氣(主要成分為CH₄)作為燃料的電池,與氧化劑O₂反應生成CO₂和H₂O反應中得失電子就可產生電流從而發電。效率高、污染低,是一種很有前途的能源利用方式。

(7)甲烷燃料電池擴展閱讀

燃料電池是一種通過化學反應利用燃料發電的裝置。它最早由格羅夫於1839年在英國發明。最常見的燃料電池是以氫和氧為燃料的質子交換膜燃料電池(pemfc)。

由於其成本低,對人體無化學危害,對環境無危害,發電後產生純凈水和熱量。1960年在美國軍方和1965年在雙子座5號宇宙飛船上使用。現在也有一些筆記本電腦開始研究燃料電池的使用。但由於發電量太小,不能在瞬間提供大量電力,只能用於穩定供電。