燃料电池及其应用 页码，4/9 阴极（氧化反应）2H,(g+4OHr(aq)一4H,00+4e Ee=-0.83V 阴极（氧化反应）20，(g2H,0①+4e→40H(aq) E0=.+0.40V 总反应为：2H,(g+0,(g)→2H,0(g) E=+123V 电池符号为：(-)PH2KOHO,Pt(+) 电池在70~140℃下工作，产生额定电动势E=+0.9V,工作过程中产生的水蒸气被排出电池。燃 料电池剖示图如下图所示 氢氧型燃料电池的未来应用的一个可能性是从太阳捕获动力。利用现代发展的催化方法可以利 用太阳光将水分解为氢和氧，然后将它们用于燃料电池来产生电流。如下图所示：一座用于空间技 术的燃料电池。它的长度为25寸，重68磅，它用氢气和氧气来产生电流。每工作1千瓦小时，能产生 1品特纯的饮用水。 2 直接甲醇燃料电池 直接甲醇燃料电池是经由甲醇和氧的相关电极反应产生电流，发电所需的燃料为液甲醇和氧 (空气)。由于该类燃料电池摒弃了氢气，在某些应用领域具有明显的优势。同时由于DMFC结构 简单、操作方便，燃料来源丰富、价格便宜、便于携带与储存，近些年来倍受产业界的青睐。该电 池可用于笔记本电脑、摄像机、手机等小型民用可移动电源等，应用前景十分广阔 小分子尤其是甲醇 斗具有以下优点：(1)在常温常压下是液体 日时O门晋睡荔田玉买孙连 携 富，价格低廉：(4)无C一C键束缚电化学活性高。 甲醇燃料电池以质子交换膜或酸性电解液为电解质时的反应如下： 负极反应：CH,OH+H20一C02+6H+6 正极反应：6+3/202+6e→3H20 电池反应：CH,OH+320, =C02+2H,0 理论计算结果表明：直接甲醇燃料电池的电动势为：1.214V,能量转换效率可达96.68%。3 质子交换膜燃料电池 (1)工作原理 质子交换膜燃料电池是燃料电池的一种，以全氟磺酸型固体聚合物为电解质，铂碳铂钉碳为 电催化剂，氢或净化重整气为燃料，空气或纯氧为氧化剂，带有气体流动通道的石墨或表面改性的 金属板为双极板。图1为质 子交换膜燃料电池的工作原理示意图。其电极反应类同于其它酸性电解质 燃料电池。 图1质子交换膜燃料电池的工作原理示意图 (2)主要特点及应用 file://E:\TDDOWNLOAD\dsbg\dsbg04.htm 2008-4-22 阴极（氧化反应）2H2(g)+4OH- (aq)→4H2O(l)+4e- =-0.83V 阴极（氧化反应）2O2(g)+2H2O (l) +4e- → 4OH-(aq) =-+0.40V 总反应为：2H2(g)+O2(g) → 2H2O(g) =+1.23V 电池符号为：（-）|Pt|H2|KOH|O2|Pt（+） 电池在70～140℃下工作，产生额定电动势E=+0.9V，工作过程中产生的水蒸气被排出电池。燃 料电池剖示图如下图所示： 氢-氧型燃料电池的未来应用的一个可能性是从太阳捕获动力。利用现代发展的催化方法可以利 用太阳光将水分解为氢和氧，然后将它们用于燃料电池来产生电流。如下图所示：一座用于空间技 术的燃料电池。它的长度为25寸，重68磅，它用氢气和氧气来产生电流。每工作1千瓦小时，能产生 1品特纯的饮用水。 2．直接甲醇燃料电池 直接甲醇燃料电池是经由甲醇和氧的相关电极反应产生电流，发电所需的燃料为液甲醇和氧气 （空气）。由于该类燃料电池摒弃了氢气，在某些应用领域具有明显的优势。同时由于DMFC结构 简单、操作方便，燃料来源丰富、价格便宜、便于携带与储存，近些年来倍受产业界的青睐。该电 池可用于笔记本电脑、摄像机、手机等小型民用可移动电源等，应用前景十分广阔。 有机小分子尤其是甲醇，作为燃料电池的燃料具有以下优点：（1）在常温常压下是液体，携带 和储存都很方便；（2）燃料氧化产生的最终产物是CO2和H2O，对环境污染极小；（3）来源丰 富，价格低廉；（4）无C—C键束缚电化学活性高。 甲醇燃料电池以质子交换膜或酸性电解液为电解质时的反应如下： 负极反应：CH3OH+H2O → CO2+6H++6e- 正极反应：6H++3/2O2 +6e- → 3H2O 电池反应：CH3OH+3/2O2==== CO2+2H2O 理论计算结果表明：直接甲醇燃料电池的电动势为：1.214V，能量转换效率可达96.68%。3． 质子交换膜燃料电池 （1）工作原理 质子交换膜燃料电池是燃料电池的一种，以全氟磺酸型固体聚合物为电解质，铂/碳铂-钌/碳为 电催化剂，氢或净化重整气为燃料，空气或纯氧为氧化剂，带有气体流动通道的石墨或表面改性的 金属板为双极板。图1为质子交换膜燃料电池的工作原理示意图。其电极反应类同于其它酸性电解质 燃料电池。 图1 质子交换膜燃料电池的工作原理示意图 （2）主要特点及应用 θE+ θE− Eθ 燃料电池及其应用 页码，4/9 file://E:\TDDOWNLOAD\dsbg\dsbg04.htm 2008-4-22