甲烷燃料電池雖然作為新能源電池的燃料電池之一，但是嚴格來說并非電池，算是發(fa)生電(dian)化學反(fan)應(ying)的媒介，一種發(fa)電(dian)裝置。從甲烷燃(ran)料(liao)電(dian)池反(fan)應(ying)原理和優(you)缺點來深入了解(jie)甲烷燃(ran)料(liao)電(dian)池好不好？

甲烷燃料電池(chi)（電解質溶液(ye)為(wei)KH溶液(ye)），甲烷燃料電池(chi)的(de)電解質溶液(ye)為(wei)KOH，生(sheng)成的(de)CO2還要與KOH反應生(sheng)成KaCO3，所以總反應為(wei)：CH4+2KOH+202=K2CO3+3H30；

負極反應有：CH₄ – 8e^– + 8OH^– = CO2 + 6H2O;

CO2 + 2OH^– = CO₃^2- + H2O

負極反應式為：CH₄ + 100H + 8e^– = CO₃ ^2-+7H20

正極反應式：0₂ + 2H₂0 + 4e^– = 40H^–

甲烷燃料電池反應原(yuan)理圖：

甲烷燃料(liao)電池(chi)的優點與缺點

一、甲烷燃料(liao)電池(chi)優點：

1、低污染(ran)：使用(yong)氫(qing)氣與氧(yang)氣作為(wei)燃料，生(sheng)成物只有水和熱(re)，若使用(yong)烴類生(sheng)成水，二(er)氧(yang)化碳(tan)和熱(re)，沒有污染(ran)物。

2.高效率(lv)：直接將燃料中的(de)化學能轉(zhuan)換成電(dian)能，故不受卡(ka)諾循環的(de)限制。

3.無噪(zao)音(yin)：電池本體在發電時(shi)，無需其他機(ji)件的配合，因此(ci)沒有噪(zao)音(yin)問題。

4.用(yong)途(tu)廣(guang)泛：提供的(de)電(dian)力范(fan)圍相(xiang)當廣(guang)泛，小(xiao)至計算器大至發電(dian)廠(chang)。

5.無需充電(dian)：電(dian)池本(ben)體中不(bu)包(bao)含燃(ran)料，只需不(bu)斷地供給燃(ran)料便可(ke)不(bu)停地發電(dian)。

二、甲烷燃料(liao)電池(chi)缺(que)點：

1.燃(ran)料來源(yuan)不普及：氫氣(qi)的儲存可說是困難又危險，而甲醇、乙醇、或天然氣(qi)缺乏供應系統，無法方(fang)便(bian)的供應給使(shi)用者。

2.無標(biao)準化(hua)的(de)(de)(de)燃(ran)料(liao)：現今市(shi)面上有以天(tian)然氣(qi)(qi)、甲烷、甲醇與氫氣(qi)(qi)等(deng)作為燃(ran)料(liao)的(de)(de)(de)電池，雖(sui)然提供消(xiao)費者很多種(zhong)選(xuan)擇(ze)，但(dan)因為沒有單一化(hua)及標(biao)準化(hua)的(de)(de)(de)燃(ran)料(liao)，要能夠營利是困難(nan)的(de)(de)(de)，而且燃(ran)料(liao)種(zhong)類的(de)(de)(de)更換(huan)有可能使現有的(de)(de)(de)供應系統進行改裝，產生額外的(de)(de)(de)費用。

3.體積太大(da)：目(mu)前的(de)燃料(liao)電(dian)池體積都還過(guo)大(da)攜帶不(bu)方便。

4.成本過高：目(mu)前燃料(liao)電池使用可以(yi)提高發電的(de)(de)效率的(de)(de)材(cai)料(liao)，但成本也就相對的(de)(de)高，不過經由制造(zao)技術的(de)(de)改進及量產，成本已下降許多(duo)。

注(zhu)意：甲(jia)烷是(shi)無色、無味的(de)氣(qi)體是(shi)最簡(jian)單的(de)有(you)機物(wu)，別名：天然氣(qi)，沼氣(qi)。也是(shi)含(han)碳量最小（含(han)氫量最大）的(de)烴(jing)，是(shi)沼氣(qi)，天然氣(qi)，瓦(wa)斯，坑道氣(qi)和油田氣(qi)的(de)主要成(cheng)分，對空氣(qi)的(de)重(zhong)量比是(shi)0.54，比空氣(qi)輕約一(yi)半。甲(jia)烷溶解度很小，燃(ran)燒(shao)時產生(sheng)明亮的(de)深藍色火焰(yan)。有(you)輕微(wei)的(de)毒性。

實驗室中(zhong)可用醋酸(suan)鈉(na)與(yu)氫氧(yang)化(hua)鈉(na)混合(he)加熱生成碳(tan)酸(suan)鈉(na)與(yu)甲(jia)烷的方(fang)法來制(zhi)備少量甲(jia)烷。大量制(zhi)備甲(jia)烷，可將(jiang)有(you)機質放入沼氣池中(zhong)，控制(zhi)好(hao)溫(wen)度和濕度，經過甲(jia)烷菌快速繁殖，將(jiang)有(you)機質分解成甲(jia)烷、二氧(yang)化(hua)碳(tan)、氫、硫化(hua)氫、一氧(yang)化(hua)碳(tan)等，其中(zhong)甲(jia)烷占60%-70%。

經過低(di)溫液化(hua)，將甲(jia)(jia)烷提(ti)出，可制得廉(lian)價的(de)(de)(de)(de)甲(jia)(jia)烷。甲(jia)(jia)烷燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)是化(hua)學(xue)(xue)(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)還原(yuan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)，就是用(yong)沼(zhao)氣（主要成分為(wei)CH4）作為(wei)燃(ran)(ran)料(liao)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)，與(yu)氧化(hua)劑02反應(ying)生成CO2和(he)H20。反應(ying)中(zhong)得失電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子就可產(chan)(chan)生電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)流從(cong)而發電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)。美(mei)國(guo)科學(xue)(xue)(xue)家(jia)設計出以(yi)甲(jia)(jia)烷等(deng)碳(tan)氫(qing)化(hua)合(he)物為(wei)燃(ran)(ran)料(liao)的(de)(de)(de)(de)新型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)，其成本大大低(di)于(yu)以(yi)氫(qing)為(wei)燃(ran)(ran)料(liao)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)統(tong)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)。燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)使用(yong)氣體燃(ran)(ran)料(liao)和(he)氧氣直接反應(ying)產(chan)(chan)生電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)，其效(xiao)率高、污染低(di)，是一種很有前途的(de)(de)(de)(de)能(neng)源利用(yong)方式(shi)。但傳(chuan)統(tong)燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)使用(yong)氫(qing)為(wei)燃(ran)(ran)料(liao)，而氫(qing)既不易制取又(you)難以(yi)儲存(cun)，導(dao)致燃(ran)(ran)料(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)成本居(ju)高不下。科研人(ren)員曾嘗試(shi)用(yong)便宜的(de)(de)(de)(de)碳(tan)氫(qing)化(hua)合(he)物為(wei)燃(ran)(ran)料(liao)，但化(hua)學(xue)(xue)(xue)反應(ying)產(chan)(chan)生的(de)(de)(de)(de)殘(can)渣很容易積聚(ju)在(zai)鎳制的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)正(zheng)極(ji)上，導(dao)致斷路。美(mei)國(guo)科學(xue)(xue)(xue)家(jia)使用(yong)銅(tong)和(he)陶(tao)瓷的(de)(de)(de)(de)混合(he)物制造電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)正(zheng)極(ji)，解決了殘(can)渣積聚(ju)問(wen)題。這種新電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)能(neng)使用(yong)甲(jia)(jia)烷、乙烷、甲(jia)(jia)苯、丁烯、丁烷等(deng)5種物質作為(wei)燃(ran)(ran)料(liao)。