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Principio de la pila de combustible de metanol

Las pilas de combustible de metanol directo son una variante de las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones que utilizan metanol directamente sin reformado previo. El metanol se convierte en dióxido de carbono, protones y electrones en el ánodo. Al igual que una pila de combustible de membrana de intercambio de protones estándar, los protones pasan a través de la membrana de intercambio de protones y reaccionan con el oxígeno en el cátodo. Los electrones llegan al cátodo a través del circuito externo. haz el trabajo.

La fórmula de reacción total en condiciones alcalinas: 2CH4O 3O2 4OH-= 2CO32- 6H2O

Electrodo positivo: O2 4e (-) 2H20 → 4OH (-)

Electrodo negativo: CH4O - 6e (-) 8OH (-) → CO3 (2-) 6H2O

Condiciones ácidas 2CH4O 3O2→2CO2 4H2O

Electrodo positivo: O2 4e (-) 4H ( ) → 2H2O

Ánodo: CH4O - 6e (-) H2O → 6H ( ) CO2

Durante el proceso de trabajo de una pila de combustible de metanol directo, se necesita una determinada concentración de solución de metanol. fluye desde el campo de flujo del ánodo de la batería A través de la estructura, durante el flujo de líquido, la solución de metanol pasa a través de la capa de difusión del ánodo y se oxida en la capa catalítica del ánodo. A través de la membrana de intercambio de protones, los protones como productos de reacción pueden migrar al lado del cátodo y los electrones se transfieren del ánodo al cátodo a través del circuito externo y realizan trabajo externo en el proceso. Al mismo tiempo, bajo la acción del electrolito en el ánodo MEA, el gas CO2 se descarga con la solución de metanol en forma de burbujas en el campo de flujo del ánodo. En el lado del cátodo de la batería, el aire u oxígeno distribuido uniformemente por la estructura del campo de flujo de la placa colectora del cátodo se difunde hacia la capa catalítica del cátodo y es reducido electroquímicamente por los protones del ánodo. El vapor de agua generado o el agua líquida sale junto con el. Campo de flujo del cátodo de la batería.

La temperatura de funcionamiento esperada de esta batería es inferior a 120 °C, que es ligeramente superior a la de la pila de combustible de membrana de intercambio de protones estándar, y su eficiencia es de aproximadamente 40.

Las pilas de combustible de metanol directo son una variante de las pilas de combustible de membrana de intercambio de protones que utilizan metanol directamente sin reformado previo. El metanol se convierte en dióxido de carbono e hidrógeno en el ánodo, como en una pila de combustible de membrana de intercambio de protones estándar, y luego el hidrógeno reacciona con el oxígeno.