甲醇燃料电池的电极反应式根据所使用的电解质(碱性或酸性)有所不同。以下是两种电解质条件下的电极反应式:
碱性电解质条件下的电极反应式
总反应式
\[ 2CH_3OH + 3O_2 + 4KOH \rightarrow 2K_2CO_3 + 6H_2O \]
正极反应式
\[ 3O_2 + 12e^- + 6H_2O \rightarrow 12OH^- \]
负极反应式
\[ 2CH_3OH - 12e^- + 8OH^- \rightarrow 2CO_3^{2-} + 6H_2O \]
酸性电解质条件下的电极反应式
总反应式
\[ 2CH_3OH + 3O_2 \rightarrow 2CO_2 + 4H_2O \]
正极反应式
\[ 3O_2 + 12e^- + 12H^+ \rightarrow 6H_2O \]
负极反应式
\[ 2CH_3OH - 12e^- + 2H_2O \rightarrow 12H^+ + 2CO_2 \]
这些反应式体现了甲醇燃料电池在不同电解质条件下,正负极发生的氧化还原反应。正极反应主要是氧气得到电子生成氢氧根离子,而负极反应则是甲醇失去电子生成二氧化碳和水。这些反应共同构成了甲醇燃料电池的能量转换过程。