甲烷燃料電池電極反應(yīng)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-

　　總反應(yīng)方程式為：CH4+2O2+2OH-===CO32-+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)溶液的酸性減小；

　　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

　　①就是CH4在O2中燃燒，生成的CO2和OH-反應(yīng)生成CO32-

　　正極在堿性條件下的反應(yīng)一定是：O2+4e-+2H2O==4OH-

　　②將總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得到負(fù)極反應(yīng)式，并將O2消去

　　將總反應(yīng)式減去正極反應(yīng)式得到CH4-8e--4H2O+2OH-==CO32-+3H2O-8OH-

　　移項得到負(fù)極反應(yīng)式：CH4+10OH--8e-==CO32-+7H20

　　甲烷燃料電池優(yōu)缺點

　　優(yōu)點：

　　1.低污染：使用氫氣與氧氣作為燃料，生成物只有水和熱，若使用烴類生成水，二氧化碳和熱，沒有污染物。

　　2.高效率：直接將燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，故不受卡諾循環(huán)的限制。

　　3.無噪音：電池本體在發(fā)電時，無需其他機(jī)件的配合，因此沒有噪音問題。

　　4.用途廣泛：提供的電力范圍相當(dāng)廣泛，小至計算器大至發(fā)電廠。

　　5.無需充電：電池本體中不包含燃料，只需不斷地供給燃料便可不停地發(fā)電。

　　缺點：

　　1.燃料來源不普及：氫氣的儲存可說是困難又危險，而甲醇、乙醇、或天然氣缺乏供應(yīng)系統(tǒng)，無法方便的供應(yīng)給使用者。

　　2.無標(biāo)準(zhǔn)化的燃料：現(xiàn)今市面上有以天然氣、甲烷、甲醇與氫氣等作為燃料的電池，雖然提供消費(fèi)者很多種選擇，但因為沒有單一化及標(biāo)準(zhǔn)化的燃料，要能夠營利是困難的，而且燃料種類的更換有可能使現(xiàn)有的供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行改裝，產(chǎn)生額外的費(fèi)用。

　　3.體積太大：目前的燃料電池體積都還過大攜帶不方便。

　　4.成本過高：目前燃料電池使用可以提高發(fā)電的效率的材料，但成本也就相對的高，不過經(jīng)由制造技術(shù)的改進(jìn)及量產(chǎn)，成本已下降許多。

　　甲烷燃料電池發(fā)展前景

　　燃料電池是一個電池本體與燃料箱組合而成的動力機(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力來源無法做到的。而以燃料電池做為汽車的動力，已被公認(rèn)是廿一世紀(jì)必然的趨勢。

　　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)過燃燒加熱水使水沸騰，而使水蒸氣推動渦輪發(fā)電，以這種轉(zhuǎn)換方式大部分的能量通常都轉(zhuǎn)為無用的熱能。

　　轉(zhuǎn)換效率通常只有約30%相當(dāng)?shù)牡停剂想姵厥且蕴厥獯呋瘎┦谷剂吓c氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳（CO2）和水（H2O），因不需推動渦輪等發(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)點還不只如此，二氧化碳排放量比一般方法低許多，水又是無害的產(chǎn)生物，是一種低污染性的能源。