甲醇为什么是可再生能源?
虽然化石燃料是不可再生资源,但甲醇是可以通过工业条件人工合成的。不可再生能源是指可以从自然界直接获取的能源。重点字是直接,所以不能因为化石能源为不可再生能源,就判断生成的甲醇就为不可再生的。
生物质中的碳是跟着他的衍生物不断地在变化,但是无论是秸秆还是能源草还是甲醇他们的在他们的循环中始终是以碳在循环,在这个生态链中间无论是秸秆-甲醇还是他们释放能量后产生的二氧化碳都是围绕着碳在变化,最后产生的二氧化碳等大部分被光合作用转化为生物质进入下一个循环,不断再生,所以说生物质是可再生碳源,其他的物质做不到这样的循环.
甲醇的优点是燃烧彻底、挥发性低,所排放的碳氢化合物、氧化氮和一氧化碳等有害气体少
直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种,它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳,质子和电子,如同标准的质子交换膜燃料电池一样,质子透过质子交换膜在阴极与氧反应,电子通过外电路到达阴极,并做功。
碱性条件 总反应式:2CH4O + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O
正极:O2 + 4e(-)+ 2H20 → 4OH(-)
负极:CH4O - 6e(-) + 8OH(-) → CO3(2-) + 6H2O
酸性条件 2CH4O +3O2→2CO2+4H2O
正极:O2 + 4e(-) + 4H(+) → 2H2O
负极:CH4O - 6e(-) + H2O → 6H(+) + CO2
在直接甲醇燃料电池的工作过程中,一定浓度的甲醇溶液从电池的阳极流场结构中通过,在液体的流动过程中,甲醇溶液经过阳极扩散层,至阳极催化层处被氧化。透过质子交换膜,作为反应产物的质子得以迁移到阴极一侧,电子则通过外电路由阳极向阴极传递,并在此过程中对外做功。同时,在阳极 MEA 中电解质的作用下,CO2气体以气泡的形式在阳极流场内随甲醇溶液排出。在电池的阴极一侧,阴极集流板流场结构均匀分配后的空气或氧气扩散进入阴极催化层,被来自阳极的质子电化学还原,生成的水蒸气或液态形式的水与反应尾气一起离开电池的阴极流场。
这种电池的期望工作温度为120℃以下,比标准的质子交换膜燃料电池略高,其效率大约是40%左右。
直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种,它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳和氢,如同标准的质子交换膜燃料电池一样,氢然后再与氧反应。
日本专家们的做法是:
先将甲醇加热使其气化,气化的甲醇与水蒸汽发生反应产生氢气,然后以氢为燃料,在燃烧室中燃烧生成燃气,用以驱动燃气轮机带动发电机组发电。
利用甲醇作为发电能源,优越性也很大。比如,甲醇发电的成本,目前约为石油或天然气发电的1.5倍。但随着大面积种植高光效植物的发展和甲醇收成成本的降低,将会使发电成本逐步降下来,而石油和天然气的价格将有只涨不降的趋势,相比之下,甲醇发电将是便宜的;“植物甲醇”可以大面积种植再生,而不会面临枯竭的威胁;甲醇的低污染特性是化石燃料所不可比拟的;甲醇在常温下是液态,贮存和运输都很方便。因此,专家们认为,21世纪初,甲醇很有希望成为常规矿物燃料的替代能源用于发电。
日本在用甲醇发电方面,将继续向前发展。他们下一步的试验机组容量是1万千瓦级,燃气进口采用1150℃,发电效率可达41.6%。按照理论计算,如把进口燃气温度提高到1300℃时,其效率将可达到45%。日本这家研究机构正在研究全系统的性能、可靠性和实用化中的技术难关问题。利用甲醇作燃料能源的大趋势已显露出来。