醇类燃料是清洁燃料吗

【醇类燃料发展前景】

（醇类燃料-图例）

随着社会的发展,人们对大气的质量要求越来越高,发现醇类燃料不仅可以替代石油,而且其汽车尾气排放污染比汽油和柴油都更低,对环境也更有利.因此,到了20世纪80年代,虽然石油价格回落,但发展醇类燃料的推动力已转为改善大气环境质量.美、巴、日等发达国家政府和汽车公司,都大力推动醇类燃料汽车的研究、试验和示范推广.特别是在巴西,其醇类燃料汽车还有400多万辆在运行.

醇类燃料是我国研发出的燃料，可以使用在很多的行业上，特别是在煤炉行业上使用广泛。因此车佳佳醇类燃料就可以取代传统的煤炉燃料。下面我们就来详细的了解醇类燃料为什么可以取代传统发热煤炉行业。

近日环保部通报，从2017年7月起将展开对散乱污企业进行强化督查，对于无法升级改造达标排放的企业于2017年9月底前一律关停，下半年环保部将从严整治环保问题，并提出五步法环保督查新思路，被誉为严环保法，为确保五步法的顺利实施，环保部决定从京津冀地区开始向周边省市逐步蔓延。

（醇类燃料-图例）

环保部7月20日通报，截止6月底，京津冀及周边地区28个城市已经核查出散乱污17.6万家，对无法升级改造达标排放的,今年9月底前将一律关闭。环保部执行非常严格的销账制度，以散乱污整治为例，对要关停的企业实现两断三清，即断水、断电、清原料、清设备、清场地。下半年每月的环保督查：

8月督查：督查各地是否于6月底前完成排污许可证发放高架源自动监测设备安装、联网及运行情况;工业污染源达标排放情况。

9月督查：9月底前，城市行政区域内所有燃煤锅炉排放的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物大气污染物执行特别排放限值。依法查处超标排放行为。督查各地是否完成错峰生产方案及名单制定，行业中不

执行错峰生产的企业，要根据承担任务核定*允许生产负荷，并按要求进行审批或备案。

10月之后督查：

(一)小散乱污企业10月底前取缔任务完成情况

(二)20吨及以下燃煤锅炉，以及茶炉大灶、经营性小煤炉进行改造，10月底前未完成改造及环保不达标的全部进行淘汰。

(三)燃煤锅炉排放的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物大气污染物执行特别排放限值情况;

(四)各大小型企业等行业排污许可证发放工作情况;

(五)工业污染源达标排放情况。

首先我们要肯定的是对于煤锅炉禁用力度只会增大不会减少，因为是大势所趋，全球都在关注环境保护问题，因此煤锅炉迟早是要被查封整改的。目前，有许多地区接连拆除了落后的燃煤锅炉，改用醇类燃料，尤其在京津冀地区醇类燃料得到了广泛的应用。

（醇类燃料-图例）

【醇类燃料是否是清洁燃料】

醇类燃料指含醇的液体燃料。主要含乙醇、甲醇、汽油及少量甲基叔丁基醚。醇类含量小于10的，称为低浓度混合燃料；醇类含量达到85以上的，又称为燃料醇。目前有两种醇类燃料：燃料甲醇和燃料乙醇。

清洁燃料是指燃烧时不产生对人体和环境有害的物质，或有害物质十分微量，如天然气、液化石油气、煤气、酒精、无铅汽油、核燃料等。与之相反的不清洁燃料是煤炭、石煤、含铅汽油、柴油等，燃烧量产生大量二氧化硫、铅蒸汽、碳黑等有害物质，要尽量限制使用或转化为清洁燃料后使用，如将煤炭转化为煤气后使用。目前，汽车使用多的清洁燃料有清洁汽油、清洁柴油，近年来发展迅速的有天然气、液化石油气及醇类燃料等。正在开发的清洁燃料有二甲醚、生物质能、氢气及燃料电池等。

（醇类燃料-图例）

甲醇与其他燃料性能优缺点对比

1.甲醇的着火界限比汽油宽，能够使发动机在较稀的混合气下工作，这将使发动机的工况范围比较宽，对排气净化和降低油耗非常有利。 2.甲醇燃点比汽油高，不易于发生火灾事故，比使用汽油安全。

3.甲醇对某些非金属材料（如塑料、橡胶等）有溶胀作用，对某些金属材料（如 Sn、Pb、Al等）有轻微的腐蚀作用，但可以利用添加剂来消除以上溶胀、或是腐蚀。 4.甲醇汽油常温常压下为液体，操作容易，储带方便，有一定毒性，但不会影响人体。甲醇与汽油按照一定比例混合，并添加一定添加剂组成混合燃料后，第比利甲醇汽油，可以和汽油一样使用，发动机不需作任何改动，在欧洲等地曾大量当作汽油销售，但一般要添加助溶剂（TBA）等一方燃料分层；中比例甲醇汽油，如M15、M25，发动机只需作调整，技术问题较简单，曾在欧洲一些国际性车队进行示范，必须添加助溶剂；高比例甲醇汽油，如M85、M90，需要对发动机进行改装、优化、其功率、排放和热效率都优于原汽油机。甲醇汽油发动机的尾气排放分析：通常对大气质量有明显影响的汽油机排放污染物主要是HC、CO和NO X，这些常规排放物质是当前世界各国对汽车尾气进行限制的对象。对甲醇燃料汽车来说，除了上述常规污染物外，还有未然的甲醇和甲醇不完全氧化的产物甲醛等非常规排放物排除，在为期中的含量高于汽油机。但经过理论分析和实验研究表明，发动机燃用甲醇汽油时的常规排放物低于汽油，是比汽油更清洁的车用燃料。使用甲醇汽油，尾气中有害污染物排放减少40～90%，一氧化碳为%，碳氢化合物为%，降低比例达到90%。仅以浙江全省2007年底机动车保有量855万辆计算，以1/3汽油燃油车测算可以减少CO（一氧化碳）排放量合计为190万吨，碳氢化合物排放量减少27万吨、氮氧化合物排放减少21万吨，合计减少汽车尾气污染物排放238万吨。根据西安环境监测站、长安大学对燃烧甲醇汽油的车辆排放尾气检测中，显示一氧化碳、碳化氢、氮氧化物等大气污染颗粒物平均比国家标准下降80%-90%，是减少汽车尾气污染的有效措施。因此，大力推广甲醇汽油是解决能源安全和环境保护的重要途径。以上摘自长安大学硕士研究论文。

醇类燃料

目前, 世界的石油资源日趋减少, 石油燃料的短缺现象已经出现, 并且日益严重。2004 年, 我国每天的石油需求为80 万吨,全年共消耗石油3 亿吨, 其中进口1.2 亿吨, 比2003 年增长34.8%, 这对我国的能源安全造成了巨大的威胁。另外, 随着汽车保有量的增长, 约占能源总需求量40%的车用燃料的消耗量与日俱增, 巨大的燃油消耗不仅对日益枯竭的石油能源造成巨大压力, 同时大量燃油燃烧不当所排放出的污染物已成为威胁人类生存的主要因素。因此, 寻求资源丰富、环境友好和经济可行的代用燃料已成为人类待解决的重大问题。国家在新颁布的汽车产业发展政策中明确指出鼓励使用节约能源的柴油汽车合混合动力汽车; 同时, 加大对使用可再生能源汽车的推广, 比如在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽等省燃用乙醇汽油。从国外情况来看, 70 年代起各国就纷纷寻找对策, 一方面深入研究内燃机的节能技术, 降低比油耗: 另一方面挖掘潜能, 改变燃料的使用方式, 研究内燃机的代替燃料。非石油系液体燃料代替石油系燃料在内燃机中的应用, 早在第二次世界大战期间就得到一定程度的发展, 但在战后相当长的时间内, 由于中东等地石油的大规模开发, 抑制了非石油系液体燃料( 常称替代燃料) 的发展。1973 年以来, 由于出现多次石油危机以及能源紧缺和能源分布不均衡等原因, 使非石油系液体燃料又重新得到了国外内燃机界的重视, 特别使缺少石油储量的日本, 巴西等国,开展了大量关于替代燃料的研究[1]。我国目前汽车用汽油约占汽油总消耗量的85%, 柴油占20%, 随着国民经济的发展, 以及汽车进入家庭速度的加快, 我国能源供求矛盾将更加突出, 寻求车用石油替代燃料的工作已经越来越引起国家的重视, 这是国家实施能源可持续发展战略的重点之一。醇类作为液体燃料, 其储运、携带、使用都和传统的汽油、柴油差不多。生产乙醇燃料的原料主要来自农作物, 属可再生能源, 用生物技术路线取代化学技术路线进行生物燃料的生产, 已成为全球各国能源规划的核心内容。燃用乙醇燃料可以减少大气中CO2 排放, 日本规定在汽油中掺烧部分乙醇。乙醇作为车用燃料在美国和巴西的应用由来已久。我国从去年起在河南等省利用陈化粮食等发酵、蒸馏、脱水制得乙醇, 与汽油按1: 9 混合使用。作为由生物制得的燃料, 从长远来讲乙醇是最有利于实现可持续发展的。但是由于目前仅依靠粮食作原料, 其产量难以满足数量巨大的机动车需求。另外, 由粮食生产的燃料乙醇价格居高不下( 4000 元~5000 元/吨) , 也成为推广燃料乙醇的巨大障碍[2, 3]。 1.1 醇类燃料在柴油机上的着火和起动性能醇类燃料的十六烷值很低, 着火温度比柴油高, 汽化潜热比柴油高, 这就使得醇类燃料着火性能很差, 从而冷起动性能不如柴油。采用柴油机原喷油系统, 在进气管上加化醇器供给醇类的方式是一种不错的选择, 这样即可以在起动时全部用柴油作燃料保持原有的起动性能, 又可在正常工况时用排气管预热进气管, 提供醇类燃料汽化所需的热量, 改善着火性能。在柴油机中,由于是质调节和压缩多点自燃, 可以用柴油起引燃作用, 减少醇类燃料着火性能差对柴油机着火性能的影响。 1.2 醇类燃料在压燃式发动机上的混合气形成和燃烧特性。利用进气管气化醇类燃料, 则与空气的预混时间延长, 混合的均相性与均质性都有所改善; 喷射柴油作为引燃, 混合气的火焰传播速度比纯柴油时大, 燃烧和放热速度提高, 燃烧持续期缩短, 放热更为集中, 这些都有助于增加柴油机

醇类燃料是清洁燃料吗

【摘要】近段时间以来,有不少新闻媒体对醇类燃料的开发、利用和前景进行了相关的报道,引起了人们的广泛关注.人们对醇类燃料的研究开始于20世纪60年代初.醇类燃料作为液体燃料,使用起来比较方便,而且其原料资源丰富,燃烧完全,因而受到人们广泛的重视.那么我们见到的醇类燃料是清洁燃料吗？该如何使用呢？下文为大家做介绍。【醇类燃料发展前景】（醇类燃料-图例）随着社会的发展,人们对大气的质量要求越来越高,发现醇类燃料不仅可以替代石油,而且其汽车尾气排放污染比汽油和柴油都更低,对环境也更有利.因此,到了20世纪80年代,虽然石油价格回落,但发展醇类燃料的推动力已转为改善大气环境质量.美、巴、日等发达国家政府和汽车公司,都大力推动醇类燃料汽车的研究、试验和示范推广.特别是在巴西,其醇类燃料汽车还有400多万辆在运行. 醇类燃料是我国研发出的燃料，可以使用在很多的行业上，特别是在煤炉行业上使用广泛。因此车佳佳醇类燃料就可以取代传统的煤炉燃料。下面我们就来详细的了解醇类燃料为什么可以取代传统发热煤炉行业。

近日环保部通报，从2017年7月起将展开对散乱污企业进行强化督查，对于无法升级改造达标排放的企业于2017年9月底前一律关停，下半年环保部将从严整治环保问题，并提出五步法环保督查新思路，被誉为严环保法，为确保五步法的顺利实施，环保部决定从京津冀地区开始向周边省市逐步蔓延。（醇类燃料-图例）环保部7月20日通报，截止6月底，京津冀及周边地区28个城市已经核查出散乱污17.6万家，对无法升级改造达标排放的,今年9月底前将一律关闭。环保部执行非常严格的销账制度，以散乱污整治为例，对要关停的企业实现两断三清，即断水、断电、清原料、清设备、清场地。下半年每月的环保督查： 8月督查：督查各地是否于6月底前完成排污许可证发放高架源自动监测设备安装、联网及运行情况;工业污染源达标排放情况。 9月督查：9月底前，城市行政区域内所有燃煤锅炉排放的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物大气污染物执行特别排放限值。依法查处超标排放行为。督查各地是否完成错峰生产方案及名单制定，行业中不

发动机代用燃料的发展

发动机代用燃料的发展目前，汽油机和柴油机依然是车用发动机的主要机种。而汽油和柴油都是不可再生资源。随着汽车工业的迅猛发展，对石油的需求量越来越大。我国从 1993 年起，已由石油输出国成为石油进口国，到2000 年，进口石油已达 6 300 万 t，可以预计，随着国家经济的发展，石油进口量还会增加。据美国能源部和世界能源理事会预测，全球的石油产量在 2010~ 2025 年间将达到最大值。全球矿物燃料资源的预测生命期，石油为40 年，天然气为60 年，煤为220 年。日趋严重的能源危机对发动机的常规燃料提出了新的挑战。同时，由于世界汽车保有量的增加和各国对环保的重视，车用发动机面临着既要继续提高现有性能，又要降低排放的双重压力。而发动机的排放成分除与发动机的燃烧过程组织有关外，还与发动机的燃料有直接的关系。汽油和柴油在改善废气的有害排放方面可做的工作已经相当有限，许多国家目前已把研究的目光转向寻求污染较小的代用燃料，这一方面可有效地减少废气的排放，另一方面也可保存原油产品和保护能源。所谓代用燃料,是指能够取代或部分取代目前内燃机传统燃油 (汽油、柴油、煤油)的燃料。良好的代用燃料应能满足下列要求: 资源丰富、价格适宜;燃料的热值尤其是混合气热值能满足发动机动力性能的要求;能满足车辆起动性能、行驶性能以及加速性能等方面的要求;能量密度较高、储存运输方便;发动机的结构变动较小、技术上可行; 现有的燃料储运分配系统能用得上;对人类健康、环境保护以及安全防火等无有害的影响; 对发动机的寿命以及可靠性没有不良影响。已开发的代用燃料有气态烃 (压缩天然气(C N G)、液化天然气(L N G)、液化石油气 ( LPG ) )、醇燃料、二甲醚、生物柴油、氢、燃料电池等。下面足以介绍一下每种代用燃料的发展状况。天然气：天然气(Na t u r a l Ga s ，简称 NG) 是一种无色、无味的气体，9 0 ％以上成分为甲烷( C H 4 )。由于天然气拥有资源丰富、污染很小、经济和安全上的优势，从而得到了大力地推广，它是一种很好的清洁燃料。天然气具有如下比较突出的优点：( 1 )着火极限宽。 ( 2 )抗爆燃性能好。 ( 3 )排放污染小。 ( 4 )发动机寿命延长 ( 5 )燃料经济性好，使用费较低。 ( 6 )安全性高。正是由于天然气汽车具有上述优点，在世界日益重视环境保护、车辆安全性能和经济性能的背景下，天然气汽车的发展前景越来越广阔。作为车用燃料的替代品，天然气根据其存在形式不同，分为压缩天然气( C o mp r e s s e d Na t u r a l G a s，NG ) 液化天然气( L i q u e f i e d Na t u r a l G a s，简称 L NG) 。压缩天然气是将天然气经过脱水、脱硫净化处理后，经多级压缩至20Mpa左右存贮在气瓶中，使用时经减压器减压后供给发动机燃烧即可。现在天然气汽车中运用最为广泛的就是CNG，它的技术要求较LNG要低，但也存在一些问题，如续驶里程小等缺点。液化天然气是将天然气经过一定工艺，使其在162℃左右变为液态，存贮在高压气瓶中。由于液化天然气对贮存技术要求较高，使得贮存容器的成本高，这从一定程度上限制了液化天然气汽车的发展。但由于液化天然气在贮存能量密度、汽车续驶里程、贮存容器压力等方面均优于压缩天然气，能解决压缩天然气汽车存在的一些问题，所以液化天然气作为天然气的使用方式之一，是今

HJ 1137—2020甲醇燃料汽车非常规污染物排放测量方法

HJ 1137—2020甲醇燃料汽车非常规污染物排放测量方法Measurement Methods for Non-Regulated Emissions From Methanol Fuelled Vehicles (发布稿) 本电子版为发布稿。请以中国环境科学出版社出版的正式标准为准。

目次前言.............................................................................. II 1适用范围.. (1) 2规范性引用文件 (1) 3术语和定义 (1) 4非常规污染物测量分析方法 (2) 5试验用燃料 (5) 6标准的实施 (6) 附录 A （规范性附录）汽车和发动机排气中甲醛和甲醇的采样方法 (7) 附录 B （规范性附录）汽车和发动机排气甲醛的测定高效液相色谱法 (9) 附录 C （规范性附录）汽车和发动机排气甲醇的测定固相吸附/顶空—气相色谱质谱联用法.. 13

前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国大气污染防治法》，防治机动车污染物排放，改善环境空气质量，制定本标准。本标准规定了燃用甲醇燃料的轻型汽车、重型发动机和汽车（含柴油/甲醇双燃料发动机和汽车）排气中甲醛和甲醇的测量方法。本标准附录A～附录C 为规范性附录。本标准为首次发布。本标准由生态环境部大气环境司、法规与标准司组织制定。本标准起草单位：北京理工大学、中国环境科学研究院、厦门环境保护机动车污染控制技术中心、广州广电计量检测股份有限公司。本标准生态环境部2020 年11 月10 日批准。本标准自发布之日起实施。本标准由生态环境部解释。

醇汽油混合燃料与车用汽油对发动机排放性能试验

Equipment Manufacturing Technology No.12，2012 石油资源的日益减少是当今世界性的难题，目前，我国已是石油净进口国家，在一定程度上严重威胁国家的能源安全。相关专家针对国家能源发展的“十二五”规划的内容进行了前瞻性的分析并指出：新能源在国家的《战略性新兴产业发展规划》中是一个重要的方面。国内汽车保有量的持续快速增长和石油资源紧缺的双重压力，使得醇类混合燃料推广应用的重要性日益突出，因此，开展醇类混合燃料在发动机上的应用试验研究具有实际意义。本文的研究是基于发动机结构不作调整的条件下，用混合燃料中醇类燃料的比例分析为体积比10%乙醇、20%乙醇、15%甲醇、30%甲醇与93号汽油的混合燃料(即E10、E20、M 15、M 30)与燃料为93号汽油相对比。 1试验用仪器设备 1.1试验车辆及发动机主要参数本文试验用发动机为桑塔纳2000GSi AJR 电控燃油喷射发动机，其主要技术指标如表1所列。 1.2发动机性能对比试验用的主要测试仪器设备如表2所列 2发动机排放污染物试验结果分析发动机常规排放污染物是CO 、HC 和NO X 。CO 是碳氢燃料在燃烧过程中生成的主要中间产物，可燃混合气的空气过量系数准a 与CO 排放量是呈正比的；发动机排放中的HC 是未燃燃料的成分，其来源在于：在缸内工作生成，主要是在燃烧过程中，未参加燃烧或未完全燃烧的碳氢燃料；曲轴箱窜气排入大气；燃料系统的蒸发。发动机缸内工作生成的HC 排放浓度与空气过量系数有关，一般在混合气略稀（准a =1.1~1.2）时，未燃的HC 排放浓度最低；混合气过浓和过稀均使HC 的排放浓度增加。内燃机排放的NO X 绝大多数是NO ，温度、氧含量、反应时间是影响其生成的根本原因。由于过量空气系数准a 既影响燃烧温度，又影响燃烧产物中的氧含量，因此，对NO X 排放浓度影响较大。发动机燃烧气体的温度在准a ≈0.9时达到最高，但这时由于燃气中的氧含量低，抑制了NO 的生成；当准a 从0.9左右增大时，氧含量的增加效果大于燃烧温度下降的结果，NO X 排放量的峰值出现在对应准a ≈1.1的略稀混合气状态；如果准a 醇汽油混合燃料与车用汽油对发动机排放性能试验分析张林辉（山西机电职业技术学院，山西长治046011）摘要：介绍了不同醇汽油混合燃料和车用93号汽油对发动机CO 、HC 、NO X 排放对比分析。基于发动机结构不作调整的条件下，在一台直列、水冷、四缸电控汽油机上进行试验。试验表明，发动机燃用醇类混合燃料时的NO X 排放量，呈现混合燃料内醇类含量越高，NO X 、CO 和HC 的排放浓度降低的趋势。关键词：甲醇汽油；乙醇汽油；发动机；排放性能中图分类号：TK421 文献标识码：A 文章编号：1672-545X （2012）12-0010-02 收稿日期：2012-09-09作者简介：张林辉（1972—），男，山西运城人，讲师，硕士学位，研究方向：机械制造教育。表1 试验发动机主要技术指标技术指标名称型号型式燃油供给方式压缩比总排量（L ）标定扭矩[N ·m/(r/min)]标定功率[kW/(r/min)] 技术指标值桑塔纳2000GSi AJR 直列、水冷、四缸电控燃油多点喷射9.51.781155/380074/5200 表2 测试仪器设备仪器设备名称电涡流测功机发动机自动测控系统智能油耗仪废气分析仪型号（规格）CW160FC2000FC2210NHA －501 10

甲醇燃料电池的制备以及应用

甲醇燃料电池的制备以及应用学号：080319姓名：陈强新疆工业高等专科学校,乌鲁木齐830091 摘要:采用固体电解质膜的直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell,简写DMFC)由于结构简单、无液体电解质、比能量高等优点,近年来成为国际上的研究热点。论述了DMFC的原理和各研究机构目前取得的最新进展。目前存在的两个主要的问题是:甲醇从阳极向阴极的渗透和阳极催化剂活性较低。使用新型的非氟质子交换膜及复合膜有望最终解决甲醇渗透的问题。阳极催化剂的研究已经向铂基多组元件系扩展。直接甲醇燃料电池在手机电源等微型移动电源和千瓦级的工业用可移动电源及电动车方面有一定的应用前景。关键词:直接甲醇燃料电池，质子交换膜 1引言直接甲醇燃料电池(DMFC)是将燃料(甲醇)和氧化剂(氧气或空气)的化学能直接转化为电能的一种发电装置。DMFC研究始于20世纪60年代,Shell,Exxon以及Hitachi等公司在该领域做了大量工作[1].20世纪90年代初,由于全氟磺酸膜(Nafion)的成功应用,电极性能大幅度提高,DM2FC的研究与开发引起了许多发达国家的关注。美国喷气推进实验室(JPL)、LosAlamos国家实验室(LANL)、西部保留地大学(CWRU)等单位在电催化剂、电解质膜和膜电极(MEA)、电池系统等方面的研究取得了可喜成就。2001年5月,美国陆军研究室(ARL)组织了由2个单位参加的技术合作联盟,重点开发单兵作战武器电源的DMFC.2002年8月,MTIMircoFuelCells公司展示了空气自呼吸(air-breathing)式用于PDA、手机电源的DMFC样机。2003年2月,美国总统布什试用该样机进行了长时间通话。在DMFC 作为笔记本电脑电源的研制方面,日本NEC公司于2003年9月披露了总重约900g、燃料容量为300ml 的样机,连续工作5小时,最大输出功率达24W,输出电压为12V,声称电池的性能为全球最高,产品期望在2004年商业化。此外,2003年8月,德国SmartFuelCell(SFC)公司推出了世界上第一个面向终端用户的DMFC独立系统SFCA25,使用2.5L甲醇燃料可在全功率下工作70—80小时。此外,许多国际著名公司加了DMFC研发的行列。日本的Hitachi,Toshiba,Sony,韩国的Samsung等等,这无疑将大大加速DMFC的商业化进程。国内DMFC的研究始于20世纪90年代初,目前有20余个单位先后开展了DMFC研究工作,并取得了长足进展,但总体水平与国外先进水平相比仍有一定差距。 2甲醇燃料电池简介直接甲醇燃料电池(DMFC)以其燃料来源丰富、储存方便、结构简单、操作安全、持续供电时间长等优点而日益受到广泛关注,预计将在小型家用电器、笔记本电脑、手机以及军事移动性仪器等领域具有广泛的应用前景。在过去的二十多年里,人们对这种新型电源产生了巨大热情,许多国家均对

甲醇燃料电池

甲醇燃料电池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。总反应式：2CH4O + 3O2 = 2CO2 + 4H2O 酸2CH4O+3O2+4OH–=2CO3(2-) +6H2O 碱碱性条件：正极：3O2 + 12e–+ 6H20 → 12OH–负极：2CH4O - 12e–+ 16OH–→2CO3( 2-) + 12H2O 酸性条件：正极：3O2 + 12e–+ 12H+ → 6H2O 负极：2CH4O - 12e–+ 2H2O → 12H+ + 2CO2 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。碱性介质下的甲烷燃料电池负极：CH4+10OH - - 8e-===CO32- +7H2O 正极：2O2+8e-+4H2O===8OH- 离子方程式为：CH4+2O2+2OH-===CO32-+3H2O 总反应方程式为：CH4+2O2+2KOH===K2CO3+3H2O 酸性介质下的甲烷燃料电池：负极：CH4-8e-+2H2O===CO2+8H+ 正极：2O2+8e-+8H+===4H2O 总反应方程式为：2O2+CH4===2H2O+CO2 反应情况： 1.随着电池不断放电，电解质溶液的碱性减小； 2.通常情况下，甲烷燃料电池的能量率大于甲烷燃烧的能量利用率。

甲烷燃料电池化学方程式 CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H20 ①就是CH4在O2中燃烧，生成的CO2和OH-反应生成CO32-的离子反应方程式接着写正极，记住：正极在碱性条件下的反应一定是：O2+4e-+2H2O==4OH- ②接着将总反应式减去正极反应式就是负极反应式，这里有一点非常重要，就是一定要将O2消去，因为原电池负极发生氧化反应，而O2发生还原反应故一定要将O2消去将②X2 得到2O2+8e-+4H2O===8OH- ③①-③得到CH4-8e--4H2o+2OH-==CO32-+3H2O-8OH-移项的到负极反应式：CH4+10OH--8e-==CO32-+7H20总反应：CH4+2O2+2OH-==CO32-+3H20 负极：CH4+10OH--8e-==CO32-+7H20 正极：O2+4e-+2H2O==4OH 氢—氧燃料电池如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，在酸溶液中负极反应式为： 2H2-4e-==4H+ 正极反应式为：O2 + 4H+ +4eˉ== 2H2O;如是在碱溶液中，则不可能有H+出现，在酸溶液中，也不可能出现OHˉ。若电解质溶液是碱、盐溶液则负极反应式为：2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20 正极为：O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ 若电解质溶液是酸溶液则负极反应式为：2H2-4eˉ=4H+（阳离子），正极为：O2+4eˉ+4H+=2H2O

车用甲醇燃料项目可行性报告_

车用甲醇燃料项目可行性报告一、总论车用甲醇燃料是在成品汽油〈组分油〉、柴油中添加一部分燃料甲醇，使用先进工艺调配而成的新型清洁燃料。甲醇是一种物理化学性质与汽油近似的有机燃料。可以由天然气、煤、生物原料等生产制得。甲醇燃料热效率高、适应性好、清洁安全，可以满足现行发动机的动力及使用要求，便于输配和推广应用。发展车用甲醇燃料，可以从灵活燃料向甲醇体系燃料电池汽车过度，走符合我国能源特色的汽车工业道路。燃料甲醇不但可以代替石油作为车用燃料还可以转化丙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚烯烃等化工原料，代替石油化工。煤制燃料甲醇（二甲醚）成本低、经济性好。用高硫煤、焦炉气转化燃料甲醇，可实现资源的优化利用。我国煤炭资源丰富，利用国内优势资源发展煤制甲醇（二甲醚）燃料，可以节约和替代石油燃料，减少汽车尾气排放，降低大气环境污染，有利于实现社会经济的谐调发展。在石油日趋短缺，环境严重污染，高油价给我国正常的生产和生活秩序带来严

重影响的形势下，发展煤制甲醇（二甲醚）燃料可以产生巨大的经济效益、社会效益和生态效益。甲醇用于汽车替代燃料，主要是按照一定的比例，同汽油进行混合以达到改善尾气排放、节约能源的目的。目前，经实践广泛使用的有按85％甲醇和15％汽油进行混合的M85燃料，以及100％甲醇的M100燃料。早在1984年，德国大众公司就生产了400辆甲醇灵活燃料轿车，赠送给洛杉矶奥运会，后来美国福特公司首批生产了6万辆甲醇燃料轿车投放美国市场。甲醇之所以能够作为汽车燃料，主要是由甲醇本身的性质特点所决定。（1）抗爆性好：甲醇的辛烷值大，马达法辛烷值（MON）为106，研究法辛烷值（RON）为112，远高于普通汽油。甲醇与汽油混溶后辛烷值比同标号汽油提高3～5个单位，可以提高汽车发动机的压缩比，起到抗爆剂的作用，防止汽油机出现爆震现象。（2）理论混合气热效率高：甲醇的热值为19.9MJ／kg，汽油热值为43.50MJ／kg，但甲醇理论混合气的热效率却与汽油相当，这是甲醇能够成为汽车燃料的主要条件。许多赛车使用甲醇燃料，就是因为其热效率很高。（3）排放物安全：甲醇是一种毒性有机化合物，可经呼吸道、消化道和皮肤接触方式进入人体，破坏人的神经和视觉系统。作为燃料，甲醇发生火灾的可能性比汽油小，且火灾后造成的危

甲醇发动机工作原理

柴油机是用柴油作燃料的内燃机。柴油机属于压缩点火式发动机，它又常以主要发明者狄塞尔的名字被称为狄塞尔引擎。柴油在工作时，吸入柴油机气缸内的空气，因活塞的运动而受到较高程度的压缩，达到500～700℃的高温。然后燃油以雾状喷入高温空气中，与空气混合形成可燃混合气，自动着火燃烧。燃烧中释放的能量作用在活塞顶面上，推动活塞并通过连杆和曲轴转换为旋转的机械功。法国出生的德裔工程师狄塞尔，在1897年研制成功可供实用的四冲程柴油机。由于它明显地提高了热效率而引起人们的重视。起初，柴油机用空气喷射燃料，附属装置庞大笨重，只用于固定作业。二十世纪初，开始用于船舶，1905年制成第一台船用二冲程柴油机。1922年，德国的博施发明机械喷射装置，逐渐替代了空气喷射。二十世纪20年代后期出现了高速柴油机，并开始用于汽车。到了50年代，一些结构性能更加完善的新型系列化、通用化的柴油机发展起来，从此柴油机进入了专业化大量生产阶段。特别是在采用了废气涡轮增压技术以后，柴油机已成为现代动力机械中最重要的部分。柴油机可按不同特征分类：按转速分为高速、中速和低速柴油机；按燃烧室的型式分为直接喷射式、涡流室式和预燃室式柴油机等；按气缸进气方式分为增压和非增压柴油机；按气体压力作用方式分为单作用式、双作用式和对置活塞式柴油机等；按用途分为船用柴油机、机车柴油机等。柴油机燃料主要是柴油，通常高速柴油机用轻柴油；中、低速柴油机用轻柴油或重柴油。柴油机用喷油泵和喷油器将燃油以高压喷入气缸，喷入的燃油呈雾状，与空气混合燃烧。因此柴油机可用挥发性较差的重质燃料或劣质燃料，如原油和渣油等。在燃用原油和渣油时，除须滤除杂质和水分外，还要对供油系统进行预热保温，降低粘度，以便输送和喷射。柴油机如采用某种合适的燃烧室也可燃用乙醇、汽油和甲醇等轻质燃料。为了改善轻质燃料的着火性，可加入添加剂提高十六烷值，或与柴油混合使用。一些气体燃料，如天然气、液化石油气、沼气和发生炉煤气等也可作为柴油机的燃料，但这时通常以气体燃料为主，以少量柴油引燃，这种发动机称为双燃料内燃机。柴油发动机的燃烧过程一般分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和后燃期四个阶段。着火延迟期是指从燃料开始喷射到着火，其间经过喷散、加热蒸发、扩散、混合和初期氧化等一系列物理的和化学的准备过程。它是燃烧过程的一个重要参数，对燃烧放热过程的特性有直接影响。在着火延迟期内喷入燃烧室的燃料，在速燃期内几乎是同时燃烧的，所以放热速度很高，压力升高也特别快。缓燃期阶段中燃料的燃烧取决于混合的速度。因此，加强燃烧室内的空气扰动和加速空气与燃料的混合，对保证燃料在上止点附近迅速而完全地燃烧有重要作用。柴油机的混合和燃烧时间很短，以致有些燃料不能在上止点附近及时烧完，而拖到膨胀行程的后期放出的热量不能得到充分利用，因此应尽量避免燃料在后燃期燃烧。燃烧室的优劣对柴油机的性能有决定性的作用，因此是柴油机设计的关键。燃烧室按组织燃烧过程的特点和结构不同分为开式、半开式、预燃室式和涡流室式四类。前两类属于直接喷射式燃烧室；后两类属于分隔式燃烧室。低速柴油机和部分中、高速柴油机主要用无涡流的开式燃烧室。燃烧室由气缸盖底面和活塞顶面形成，具有一定形状的整体空间。多孔喷油器(6～10孔)能使燃油雾化良好，并均匀分布在燃烧室空间。因此，开式燃烧室中的燃烧属于典型的空间式燃烧过程，要求燃烧室与油束形状和分布相配合。它的优点是燃料消耗率低，起动容易；缺点是燃料雾化要求高，难于适应变转速工作。小型高速柴油机大多采用有涡流的半开式燃烧室。这种燃烧室又分为多种类型，主要有油膜式燃烧室和复合式燃烧室等。油膜式燃烧室是1956年由德国的莫勒所发明。燃烧室位于活塞顶内，呈球形。燃料喷向燃烧室壁面，大部分燃油在强涡流作用下喷涂在燃烧室壁面上，形成很薄的油膜，小部分燃油雾化分布在燃烧室空间并首先着火，随后即引燃从壁面上蒸发的燃料。这种燃烧室可使工作过程柔和，燃烧完全，声轻无烟，并可使用轻质燃料；缺点是低温时起动较困难。复合式燃烧室是1964年由中国的史绍熙等发明，燃烧室在活塞顶内呈深盆形，口部略有收缩，用特殊形状的进气道形成进气涡流，采用单孔轴针式喷油器。喷油器轴线与燃烧室壁面基本平行，燃料喷向燃烧室的周边空间。在涡流作用下，粗大的油

直接醇类燃料电池

直接醇类燃料电池 5．1 概述在20世纪90年代，质子交换膜燃料电池(PEMFC)在关键材料与电池组方面取得了突破性的进展。但在向商业化迈进的过程中，氢源问题异常突出，氢供应设施建设投资巨大，氢的贮存与运输技术以及氢的现场制备技术等还远落后于PEMFC的发展，氢源问题成为阻碍PEM-FC广泛应用与商业化的重要原因之一。因此在20世纪末，以醇类直接为燃料的燃料电池，尤其是直接甲醇燃料电池(direct methanol fuelcell，DMFC)成为研究与开发的热点，并取得了长足的进展。甲醇可由水煤气或天然气合成，是重要的化工原料和燃料，它的主要物化性质如表5—1所示。

成6个电子转移的过程中，会生成众多稳定的或不稳定的中间物；有的中间物会成为电催化剂的毒物，导致电催化剂中毒，严重降低电催化剂的电催化活性。因此在DMFC开发过程中CH3OH直接氧化电催化剂的研究开发、反应机理等研究至今仍是研究的热点[1]，它的进展直接关系到DMFC的发展。由CHaOH阳极电化学氧化方程可知，每消耗1mol的甲醇，同时也需1 mol的水参与反应。依据甲醇与水的阳极进料方式不同，DMFC可区分为两类。 (1)以气态CH30H和水蒸气为燃料由于水的气化温度在常压下为100℃，所以这种DMFC工作温度一定要高于100℃。由于至今实用的质子交换膜(如Nafion膜)传导H+均需有液态水存在，所以在电池工作温度超过100℃时反应气工作压力要高于大气压，这样不但导致电池系统的复杂化，而且当以空气为氧化剂时，增加空压机的功耗，降低电池系统的能量转化效率。至今由于可在150～200℃下稳定工作，并且无需液态水即能传导H+的质子交换膜尚在研究、探索中，所以采用这种以气态CH30H和水蒸气进料的DMFC研究工作相对较少。 (2)DMFC采用不同浓度的甲醇水溶液为燃料采用这种方式运行的DMFC，在室温及100℃之间可以采用常压进料系统，当电池工作温度高于100℃时，为防止水气化蒸发导致膜失水，也必须采用加压系统。直接甲醇燃料电池所谓直接甲醇燃料电池(Direct Methanol Fuel Cell)，它属于质子交换膜燃料电池(PEMFC)中之一类，系直接使用水溶液以及蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需通过重组器重组甲醇、汽油及天然气等再取出氢以供发电。相较于质子交换膜燃料电池(PEMFC) ，直接甲醇燃料电池(DMFC) 低温生电、燃料成分危险性低与电池结构简单等特性使直接甲醇燃料电池(DMFC)可能成为可携式电子产品应用的主流。直接甲醇燃料电池（DMFC）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=2CO2+4H2O 正极：3O2+12e~+6H20=12OH~ 负极：2CH4O-12e~+12OH~=2CO2+10H2O 酸性条件总反应同上正极：3O2+12e~+12H+=6H2O 负极：2CH4O-12e~+2H2O=12H+2CO2 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。这种电池的期望工作温度为120℃，比标准的质子交换膜燃料电池略高，其效率大约是40%左右。其缺点是当甲醇低温转换为氢和二氧化碳时要比常规的质子交换膜燃料电池需要更多的白金催化剂。不过，这种增加的成本可以因方便地使用液体燃料和勿需进行重整便能工作而相形见拙。直接甲醇燃料电池使用的技术仍处于其发展的早期，但已成功地显示出可以用作移动电话和膝上型电脑的电源，将来还具有为指定的终端用户使用的潜力。

浅谈直接乙醇燃料电池

催化剂对直接乙醇燃料电池的性能研究摘要：本文介绍了直接乙醇燃料电池(DEFC)具有无毒，来源丰富的优点，分析了DEFC在Pt上的电催化氧化机理，讨论了DEFC的阳极电催化剂的重要作用；探讨了具有高电催化活性的新型Pt基催化剂、新型非贵金属催化荆、新型催化剂载体、新型的催化荆制备方法等的研究现状；指明了阳极催化剂将是今后DEFC研究和发展的重要方向之一。关键词：乙醇燃料电池、电催化剂、乙醇电催化氧化、直接乙醇燃料电池前言直接醇类燃料电池（DAFC）由于具有结构简单，理论比能量密度高，燃料便于携带与储存和环境友好等优点，在可移动电源方面具有广阔地应用前景。乙醇的比能量密度高，且无毒，来源丰富，可以通过含糖有机物的发酵进行大规模生产，是一种可再生的环境友好的燃料。因此，乙醇对直接燃料电池的研究不仅有理论上的意义，而且一旦研制成功，实际应用潜力十分广阔。直接乙醇燃料电池（DEFC）的电极反应如下： CH3CH2OH + 3H20一2CO2 + 12H+ + 12e- 3O2 + 12H+ + 12e-一6H2O, CH3CH2OH + 3O2一2 CO2 + 3H2O, 乙醇在电催化剂的作用下发生电化学氧化反应过程较复杂，涉及到多种化学吸附态、碳碳键的断裂以及多种中间产物。在质子交换膜这样的强酸环境中，只有贵金属Pt才能稳定存在，它的催化活性较高。乙醇在Pt电极上的电催化氧化反应，由于一些强吸附中间物质如CO使得Pt很快中毒，包括线式吸附和桥式吸附的CO以及中间产物乙醛、乙酸和其他一些副产物都被电化学调制红外反射谱（EMIRS）所检测到。然而一些研究结果表明，CO中毒问题在负载型Pt催化剂表面上与其在光滑Pt电极上相比显得不太明显。问题的关键在于减少或避免反应中间产物的形成和吸附，或者使其在较低的电位下氧化。为达到此目的，只有对电极加以修饰来改变电极表面的氧化和吸附物种的动力学行为。化反应机理与电极催化剂材料有密切关系，电极催化剂对于吸附的中间物种和产物生成，避免燃料电池运行过程中的毒害物种的生成至关系要。为改进纯铂完会氧化困难及降低其价格，寻找高催化性能的阳极催化剂是一项重要的研究课题。因此，高效电催化剂成为乙醇直接燃料电池的关键。主题铂合金可以降低催化剂冈表面吸附CO而中毒，改善铂催化剂的性能。可

甲醇燃料电池的正负极反应式

甲醇燃料电池的正负极反应式甲醇燃料电池详解直接甲醇燃料电池属于质子交换膜燃料电池（PEMFC）中之一类，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。相较于质子交换膜燃料电池（PEMFC），直接甲醇燃料电池（DMFC）具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。这使得直接甲醇燃料电池（DMFC）可能成为未来便携式电子产品应用的主流。甲醇燃料电池原理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。直接甲醇燃料电池属于质子交换膜燃料电池（PEMFC）中之一类，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需通过甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。相较于质子交换膜燃料电池（PEMFC），直接甲醇燃料电池（DMFC）具备低温快速启动、燃料洁净环保以及电池结构简单等特性。这使得直接甲醇燃料电池（DMFC）可能成为未来便携式电子产品应用的主流。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。

新型碳材料作为直接醇类燃料电池催化剂载体的评述_唐水花

2010 Chinese Journal of Catalysis Vol. 31 No. 1 文章编号: 0253-9837(2010)01-0012-06 DOI : 10.3724/SP.J.1088.2010.90525 综述: 12~17 收稿日期: 2009-05-19. 联系人: 孙公权. Tel/Fax: (0411)84379063; E-mail: gqsun@https://www.360docs.net/doc/3817876287.html, 基金来源: 国家高技术研究发展计划 (863 计划, 2007AA05Z159); 国家自然科学基金 (20803078). 本文的英文电子版由 Elsevier 出版社在 ScienceDirect 上出版 (https://www.360docs.net/doc/3817876287.html,/science/journal/18722067). 新型碳材料作为直接醇类燃料电池催化剂载体的评述唐水花 1,2, 孙公权 2, 齐静 2, 孙世国 2, 郭军松 2, 辛勤 2 , Geir Martin HAARBERG 1 1 挪威科技大学材料科学与工程系, 特隆赫姆 7491, 挪威 2 中国科学院大连化学物理研究所, 辽宁大连 116023 摘要: 电催化反应过程涉及固、液、气传输以及电子和质子传导, 为确保反应的顺利进行和提高催化剂中贵金属的利用率及延长催化剂的寿命, 理想的电催化剂载体必须同时具备高比表面积、导电性好、合适的孔结构、耐腐蚀以及合适的表面基团等. 为此, 碳载体的改性工作受到关注, 常用的方法是通过酸、碱、氧化和高分子等手段改变载体的结构和表面性质, 以期接近理想电催化剂载体的要求; 同时在开发新型碳载体方面做了更大量的工作. 本文简要评述了商品炭载体如碳黑 Vulcan XC-72R 以及其它的乙炔黑、黑珍珠-2000、Printex XE-2 和 Ketjen Black EC 等碳材料在直接醇燃料电池中的应用, 但对纳米碳纤维、碳纳米管、有序多孔碳、中间相碳小球、碳纳米角、碳纳米卷和碳气凝胶等新型碳载体则进行了较全面的评述. 与商品碳载体相比, 新型碳载体在一定程度上都表现出比 XC-72R 更优的性能, 这主要是因为新型碳材料具有特殊的结构、更高的结晶性能 (导电性) 和更好的传质能力. 关键词: 直接醇类燃料电池; 电催化剂; 碳纤维; 碳纳米管; 有序多孔碳; 碳纳米卷; 碳纳米角中图分类号: O643 文献标识码: A New Carbon Materials as Catalyst Supports in Direct Alcohol Fuel Cells TANG Shuihua 1,2, SUN Gongquan 2,*, QI Jing 2, SUN Shiguo 2, GUO Junsong 2, XIN Qin 2, Geir Martin HAARBERG 1 1 Department of Material Science and Engineering, Norwegian University of Science and Technology, 7491 Trondheim, Norway 2 Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Dalian 116023, Liaoning, China Abstract: Electrocatalytic reactions in direct alcohol fuel cells involve solid, liquid, and gas phase transport and electron and proton transfer. Better supports for the electrocatalysts are needed to carry out the reactions successfully and give a longer lifetime for the electrocatalysts. An ideal carbon support should have a high specific surface area, good electric conductivity, suitable pore size, favorable surface functional groups, good corrosion resistance, and low cost. Much work has been done on developing new carbon materials and modifying the carbon materials by pretreatment with acid, alkali, oxidant, or polymer to meet these requirements. In this work, commercial carbon supports that include the widely used carbon black Vulcan XC-72R, acetylene black, black pearls 2000, Printex XE-2, and Ketjen Black EC were briefly reviewed. New carbon materials such as carbon nanofibers, carbon nanotubes, ordered porous carbon, mesocarbon microbeads, carbon nanohorns, carbon nanocoils, and carbon aerogels were reviewed in detail. These new carbon materials generally give better performance due to their special structure, better crystallinity, and faster mass transfer when compared to the commercial materials, and carbon nanotubes demonstrated the best performance up to the present time. Key words: direct alcohol fuel cell; electrocatalyst; carbon nanofiber; carbon nanotube; ordered porous carbon; carbon nanocoil; carbon nanohorn 直接甲醇燃料电池具有比能量密度高、无噪音、无污染、易于操作等优点, 有望在手机、笔记本电脑和摄像机等小型移动电源领域取代锂离子电池[1]. 近年来, 直接甲醇燃料电池的研发迅猛发展, 人们已经在催化剂的筛选和制备、质子交换膜的研制与改性、膜电极的结构优化及系统集成等方面进行了大