熔融碳酸盐环境反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32。
由于电解质为熔融的K2CO3,且不含O2和HCO3,生成的CO2不会与CO32反应生成HCO3的,该燃料电池的总反应式为:CH4+2O2=CO2+2H2O。
在熔融碳酸盐环境中,其正极反应式为O2+2CO2+4e-=2CO32。
其电极反应式可利用总反应式减去正极反应式求得。
扩展资料
甲烷燃料电池的反应方程式
碱性介质下的甲烷燃料电池
负极:CH4+10OH-8e-===CO32+7H2O
正极:2O2+8e-+4H2O===8OH
总反应方程式为:CH4+2O2+2OH-===CO32+3H2O
酸性介质下的甲烷燃料电池
负极:CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+
正极:2O2+8e-+8H+===4H2O
总反应方程式为:2O2+CH4===2H2O+CO2
反应情况
随着电池不断放电,电解质溶液的酸性减小;
通常情况下,甲烷燃料电池的能量率大于甲烷燃烧的能量利用率。
甲烷燃料电池化学方程式
CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H20
就是CH4在O2中燃烧,生成的CO2和OH-反应生成CO32-
正极在碱性条件下的反应一定是:O2+4e-+2H2O==4OH-
将总反应式减去正极反应式得到负极反应式,并将O2消去
将总反应式减去正极反应式得到CH4-8e--4H2O+2OH-==CO32-+3H2O-8OH-
移项得到负极反应式:CH4+10OH--8e-==CO32-+7H20
燃料电池的优点与缺点:
优点
1、低污染:使用氢气与氧气作为燃料,生成物只有水和热,若使用烃类生成水,二氧化碳和热,没有污染物。
2、高效率:直接将燃料中的化学能转换成电能,故不受卡諾循环的限制。
3、无噪音:电池本体在发电时,无需其他机件的配合,因此没有噪音问题。
4、用途广泛:提供的电力范围相当广泛,小至计算器大至发电厂。
5、无需充电:电池本体中不包含燃料,只需不断地供给燃料便可不停地发电。
缺点
1、燃料来源不普及:氢气的储存可说是困难又危险,而甲醇、乙醇、或天然气缺乏供应系统,无法方便的供应给使用者。
2、无标准化的燃料:现今市面上有以天然气、甲烷、甲醇与氢气等作为燃料的电池,虽然提供消费者很多种选择,但因为没有单一化及标准化的燃料,要能够营利是困难的,而且燃料种类的更换有可能使现有的供应系统进行改装,产生额外的费用。