轉(zhuǎn)子間接

　　甲烷燃料電池是化學(xué)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(yīng)的化學(xué)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(yīng)生成CO2和H2O.反應(yīng)中得失電子就可產(chǎn)生電流從而發(fā)電。美國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)出以甲烷等碳?xì)浠衔餅槿剂系男滦碗姵?其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池。燃料電池使用氣體燃料和氧氣直接反應(yīng)產(chǎn)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(tǒng)燃料電池使用氫為燃料,而氫既不易制取又難以儲(chǔ)存,導(dǎo)致燃料電池成本居高不下?！? 　　科研人員曾嘗試用便宜的碳?xì)浠衔餅槿剂?但化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的殘?jiān)苋菀追e聚在鎳制的電池正極上,導(dǎo)致斷路。美國(guó)科學(xué)家使用銅和陶瓷的混合物制造電池正極,解決了殘?jiān)e聚問(wèn)題。這種新電池能使用甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等5種物質(zhì)作為燃料。

反應(yīng)方程式

堿性介質(zhì)下的甲烷燃料電池

　　負(fù)極：CH4+10OH - - 8e-===CO32- +7H2O 　　正極：2O2+8e-+4H2O===8OH- 　　離子方程式為：CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O 　　總反應(yīng)方程式為：CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O 　　酸性介質(zhì)下的甲烷燃料電池： 　　負(fù)極：CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+ 　　正極：2O2+8e-+8H+===4H2O 　　總反應(yīng)方程式為：2O2+CH4===2H2O+CO2 　　反應(yīng)情況：

　　1.隨著電池不斷放電，電解質(zhì)溶液的堿性減小； 　　2.通常情況下，甲烷燃料電池的能量率大于甲烷燃燒的能量利用率。

甲烷燃料電池化學(xué)方程式

　　CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H20 　?、倬褪荂H4在O2中燃燒，生成的CO2和OH-反應(yīng)生成CO32-的離子反應(yīng)方程式接著寫正極，記住：正極在堿性條件下的反應(yīng)一定是：O2+4e-+2H2O==4OH- 　?、诮又鴮⒖偡磻?yīng)式減去正極反應(yīng)式就是負(fù)極反應(yīng)式，這里有一點(diǎn)非常重要，就是一定要將O2消去，因?yàn)樵姵刎?fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，而O2發(fā)生還原反應(yīng) 故一定要將O2消去將②X2 得到 2O2+8e-+4H2O===8OH- 　?、邰?③ 得到CH4-8e--4H2o+2OH-==CO32-+3H2O-8OH-移項(xiàng)的到負(fù)極反應(yīng)式：CH4+10OH--8e-==CO32-+7H20總反應(yīng)：CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H20負(fù)極：CH4+10OH--8e-==CO32-+7H20正極：O2+4e-+2H2O==4OH-

應(yīng)用前景

歷史

　　燃料電池（Fuel cell），是一種使用燃料進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電力的裝置，最早于1839年由英國(guó)的Grove所發(fā)明。最常見(jiàn)是以氫氧為燃料的質(zhì)子交換膜燃料電池，由于燃料價(jià)格平宜，加上對(duì)人體無(wú)化學(xué)危險(xiǎn)、對(duì)環(huán)境無(wú)害，發(fā)電后產(chǎn)生純水和熱，1960年代應(yīng)用在美國(guó)軍方，后于1965年應(yīng)用于美國(guó)雙子星座計(jì)劃雙子星座5號(hào)飛船?，F(xiàn)在也有一些筆記型電腦開(kāi)始研究使用燃料電池。但由于產(chǎn)生的電量太小，且無(wú)法瞬間提供大量電能，只能用于平穩(wěn)供電上。

發(fā)展前景

　　燃料電池是一個(gè)電池本體與燃料箱組合而成的動(dòng)力機(jī)制。燃料的選擇性非常高，包括純氫氣(H2)、甲醇（CH3OH）、乙醇（CH3CH2OH）、天然氣，甚至于現(xiàn)在運(yùn)用最廣泛的汽油，都可以作為燃料電池的燃料。這是目前其他所有動(dòng)力來(lái)源無(wú)法做到的。而以燃料電池做為汽車的動(dòng)力，已被公認(rèn)是廿一世紀(jì)必然的趨勢(shì)。 　　燃料電池則是以具有可燃性的燃料與氧反應(yīng)產(chǎn)生電力；通常可燃性燃料如瓦斯、汽油、甲烷（CH4）、乙醇（酒精）、氫等這些可燃性物質(zhì)都要經(jīng)過(guò)燃燒加熱水使水沸騰，而使水蒸氣推動(dòng)渦輪發(fā)電，以這種轉(zhuǎn)換方式大部分的能量通常都轉(zhuǎn)為無(wú)用的熱能，轉(zhuǎn)換效率通常只有約30%相當(dāng)?shù)牡?，而燃料電池是以特殊催化劑使燃料與氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳（CO2）和水（H2O），因不需推動(dòng)渦輪等發(fā)電器具，也不需將水加熱至水蒸氣再經(jīng)散熱變回水，所以能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)70%左右，足足比一般發(fā)電方法高出了約40%；優(yōu)點(diǎn)還不只如此，二氧化碳排放量比一般方法低許多，水又是無(wú)害的產(chǎn)生物，是一種低污染性的能源。

甲烷做燃料電池電極方程式溶液

　　甲烷燃料電池的電解質(zhì)溶液為KOH，生成的CO2還要與KOH反應(yīng)生成K2CO3，所以 　　總反應(yīng)為：CH4 + 2KOH+ 2O2 = H2CO3 + 3H2O。 　　負(fù)極：CH4 – 8e- + 10OH- == CO32- +7H2O， 　　正極：2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-