Ken的工程師隨筆專欄 | 化學工廠資訊網
![Ken的工程師隨筆專欄](https://i.imgur.com/lO00bdM.jpg)
2021年12月16日—直接甲醇燃料電池使用甲醇的優點,除了能量密度高之外,其發電所需的甲醇成本低、可低溫運作亦是其優點,且因為它是液態,在儲存與運送上都較氫氣來得方便 ...
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在上一篇燃料電池的簡介中已經介紹過燃料電池的種類,直接甲醇燃料電池(Direct methanol fuel cell, DMFC)屬於質子交換模型燃料電池的一種,它與一般氫氧燃料電池同樣以高分子材料作為質子交換之電解質,其基本架構大致相同,差異在於使用的燃料不同,他並不使用氫氣,而是以液態的甲醇水溶液作為電池燃料。由於甲醇的方便取得與普及,如果技術上能夠有所突破未來有可能會是電腦或是手機電話電池燃料的首選。
直接甲醇燃料電池使用甲醇的優點,除了能量密度高之外,其發電所需的甲醇 成本低、可低溫運作亦是其優點,且因為它是液態,在儲存與運送上都較氫氣來得方便;另一方面,甲醇可從天然氣直接合成,取得容易成本也低,因此被當成是一個理想的燃料來源。DMFC算是一個全新的環保能源概念,與鋰電池最大的不同在於鋰電池是蓄電再發電的機制,其本身能供應的能量受限於每次的蓄電容量,當電用畢後必須重新蓄電才能再次放電,而燃料電池則是個能源轉換器,只要將燃料持續供應,燃料電池即可源源不絕的提供電力,沒有電力中斷或必須更換電池的考量。
圖一 能量密度比較表
直接甲醇燃料電池系統的工作原理 DMFC 的陽極使用甲醇溶液作為它的燃料。陰極通入含氧的空氣。在陽極上的甲醇被氧化成二氧化碳並且釋放出質子和電子。該反應的電化學反應式如下所示。
在陽極部分,主要是由白金等貴金屬做成的電化學觸媒所構成。 陽極:CH3OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e–
陽極反應產生的氫離子透過質子傳導膜的傳遞到達陰極,陰極是亦由白金等貴金屬做成的電化學觸媒所構成。 陰極:3/2 O2 + 6H+ + 6e– → 3H2O
總反應:CH3OH+ 3/2 O2 +H2O→CO2 + 3H2O 圖二 DMFC總反應 燃料電池如同電池一樣﹔主要包含電池的核心--質子交換膜、兩個流道、兩個電極、兩個觸媒層共七個主要區域。質子交換膜為高分子聚合物,作為電解質遷...
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