燃料電池的原理及意義

【專家解說】：燃料電池是一種電化學(xué)的發(fā)電裝置。它不同于常規(guī)意義上的電池。 其主要原理是：燃料電池等溫地按電化學(xué)方式直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。它不經(jīng)過熱機(jī)過程，因此不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)化效率高（40－60％）；幾乎不產(chǎn)生NOx和SOx的排放。而且，CO2的排放量也比常規(guī)發(fā)電廠減少40％以上。正是由于這些突出的優(yōu)越性，燃料電池技術(shù)的研究和開發(fā)倍受各國政府與大公司的重視，被認(rèn)為是21世紀(jì)首選的潔凈、高效的發(fā)電技術(shù) 它工作時氧化劑和還原劑可以不斷從外界輸入,同時將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池,把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能,具有能量轉(zhuǎn)化率高,可持續(xù)使用的優(yōu)點(diǎn) 氫氧燃料電池: 負(fù):H2 - 2e- = 2H+ 正:O2 +4H+ + 4e- = 2H2O 全反應(yīng):2H2 + O2 = 2H2O 直接甲醇燃料電池(DMFC)反應(yīng)式: 負(fù)： CH3OH + H2O - 6e- = CO2 + 6H+ 正： 3/2O2 + 6H+ + 6e = 3 H2O 全反應(yīng)： CH3OH + 3/2O2 = CO2 + 2 H2O 鋁-空氣-水 負(fù):4Al - 12e- = 4Al3+ 正:3O2 + 6H2O + 12e- = 12OH- 全反應(yīng):4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3