燃料电池的原理及意义

【专家解说】：燃料电池是一种电化学的发电装置。它不同于常规意义上的电池。 其主要原理是：燃料电池等温地按电化学方式直接将化学能转化为电能。它不经过热机过程，因此不受卡诺循环的限制，能量转化效率高（40－60％）；几乎不产生NOx和SOx的排放。而且，CO2的排放量也比常规发电厂减少40％以上。正是由于这些突出的优越性，燃料电池技术的研究和开发倍受各国政府与大公司的重视，被认为是21世纪首选的洁净、高效的发电技术 它工作时氧化剂和还原剂可以不断从外界输入,同时将电极反应产物不断排出电池,把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能,具有能量转化率高,可持续使用的优点 氢氧燃料电池: 负:H2 - 2e- = 2H+ 正:O2 +4H+ + 4e- = 2H2O 全反应:2H2 + O2 = 2H2O 直接甲醇燃料电池(DMFC)反应式: 负： CH3OH + H2O - 6e- = CO2 + 6H+ 正： 3/2O2 + 6H+ + 6e = 3 H2O 全反应： CH3OH + 3/2O2 = CO2 + 2 H2O 铝-空气-水 负:4Al - 12e- = 4Al3+ 正:3O2 + 6H2O + 12e- = 12OH- 全反应:4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3