有機物直接作為燃料電池的燃料,在工藝上可以省去氫氣製造與精製的過程,另外由於氣體燃料改為液體燃料大大縮小了電池體積,有利於實用化。
到目前為止第一代到第三代燃料電池其本質都是H2-O2燃料電池。現在廣泛使用的有機物甲醇、天然氣、石油、煤等也都要設法把它變成氫或氫和一氧化碳的混合物後再供燃料電池使用。
基本介紹
- 中文名：有機化合物燃料電池
- 簡稱：有機物燃料電池
- 優點1：省去氫氣製造與精製的過程
- 優點2：縮小了電池體積
- 種類：烴類，甲醇等
- 領域：工程技術
有機物的陽極氧化,有機物燃料電池,
有機物的陽極氧化
有機物都可以被氧化。在緩和的條件與氧或氧化劑作用而失去電子,並伴隨化學反應生成有機氧化物;在劇烈的條件下與氧作用,並伴隨化學反應的同時能發生光和熱,即所謂燃燒;有機物的陽極氧化是有機物在電解槽的陽極上發生電解反應,失去電子的氧化反應。人們利用有機物燃燒放出的熱能建立火力發電廠;人們也可以利用有機物陽極氧化做成燃料電池向人們提供電能。
有機物燃料電池
研究表明:很多有機物可以在燃料電池的陽極氧化。與氧或空氣組成有機物燃料電池。
有機物燃料電池省去了氫氣製造與精製的過程,這在工藝上有重要意義,另外氣體燃料改為液體燃料(有機燃料電池的有機物一般為液體),這將大大縮小燃料電池的體積。
1、烴類燃料電池
人們希望把天然氣直接用作燃料電池的燃料,但其主要成分的甲烷等烴類在陽極上氧化十分困難。雖然把烴類直接作為燃料電池的燃料的研究已有10年以上的歷史,但一直沒有成功。從六十年代以來有關研究又活躍起來,對甲烷、乙烷、丙烷等低分子量飽和烴的陽極氧化進行了研究。出現了大量的研究報告,取得了進展和成果。
例如甲烷,它在較高的電位下可以在陽極上氧化,並且反應速度隨溫度升高而提高。在5N硫酸中,100℃時在白金電極上得到的氧化電流在電壓。5VRHE(標準氫電位)下為100mAcm-2。與氧電極組成的燃料電池的輸出電壓為0.3~0.4V。其它低級飽和烴的情況與甲烷類似。這裡使用的催化電極以白金為最優。除白金以外的其它貴金屬作電極時活性降低。一般金屬的活性就更低了。這也許是烴類燃料電池實用化的最大障礙。
2、甲醇燃料電池
與烴類相比,甲醇的陽極氧化要容易得多。甲醇在很多金屬電極上均可氧化。
由於甲醇容易在陽極氧化,可以把甲醇直接供給燃料電池在陽極進行氧化反應。這種電池稱為甲醇燃料電池。由於甲醇比氫容易貯藏和輸送,甲醇是液體,氫是氣體,因此體積大大縮小。另外在水溶液系統的燃料電池中,甲醇在水中的溶解度比氫和烴大得多。因此把甲醇作為燃料電池的直接燃料是有魅力的。如果使用烴系高分子電解質,則甲醇燃料電池運轉溫度在60℃以下具有良好的特性。這種燃料電池的輸出功率雖不如以氫為燃料的燃料電池,但可以期待作為搬運車用的電源和小型輕便多用途的可移動電源。
3、其它有機物燃料電池
已經研究過的有機物燃料電池是很多的。並且對分子能較大的有機物燃料電池也作過很多研究。例如:丙醇、丁醇、乙二醇、葡萄糖等燃料電池。
其中乙二醇在酸性溶液中在白金電極上的陽極氧化與甲醇差不多。添加鍋和鋅催化活性可以提高。另外鉛和鉑也有效。其進行氧化反應的電位約0.5VRHE,電流為1mAcm-2以下。乙二醇在鹼性溶液中的反應也很容易。添加鉛和秘可使電極催化活性大大提高,在0.7VRHE附近可得到的最大電流值為100mAcm-2。所以乙二醇燃料電池也是有希望的。
