Methaan brandstofcel - Scheikunde - Wetenschapsforum
Begonnen door: Nikos, 11 dec 2008 20:38
Geplaatst op 11 december 2008 - 20:38
Ik ben hier net nieuw op het forum want ik had een vraag over mijn profielwerkstuk.
Ik doe mijn profielwerkstuk over de brandstofcel en nu wil ik natuurlijk zelf ook 1 maken
Mijn docent zei dat hij het wel leuk zou vinden als ik een methaan brandstofcel zou maken.
Maar op internet kan ik hier helemaal niks over vinden. Heeft iemand hier misschien wat meer informatie over?
Geplaatst op 11 december 2008 - 21:08
weet je wel hoe een gewone brandstofcel werkt?
Geplaatst op 11 december 2008 - 23:00
Ja dat weet ik zo ongeveer.
Is dit bij methaan ongeveer het zelfde?
Of is de helemaal niet mogelijk?
Geplaatst op 12 december 2008 - 08:37
Eigenlijk is een brandstofcel een accu. Aan de ene kant wordt hier product A omgezet in A+ en aan de andere kant wordt product B omgezet in B- met las gevolg dat er electronenoverdracht is waar je een stroompje mee opwekt.
Wat zou methaan als reductor voor halfvergelijking opleveren?
Geplaatst op 12 december 2008 - 16:23
Dus je krijgt CH4+ en O(2-) als producten. (EDIT dit is fout...)
Dit werkt dus gewoon?
Oohja hoe zit het trouwens dat even als voorbeeld de waterstofbrandstofcel.
Dat het gewoon reageert bij kamer temperatuur maar wanneer je waterstof niet in een cel hebt dat het niet reageert met O2?
nog even antwoorden op je vraag:
CH4 -> e- + CH4+
Veranderd door Nikos, 13 december 2008 - 10:11
Geplaatst op 13 december 2008 - 17:50
Nokos,
Het is de bedoeling dat methaan volledig wordt geoxydeerd tot CO2 en
Bij lage temperatuur kun je methaan niet oxyderen en er is geen katalysator die daarbij kan helpen. Je kunt methaan wel kraken tot waterstof en daarna de waterstof als brandstof gebruiken. Maar dan moet je weer H2 als tussenprodukt in voorraad houden en dat is niet veilig en daardoor ook niet aantrekkelijk. Dan ben je eigenlijk weer bezig met de waterstof-zuurstof brandstofcel.
In de vijftiger en zestiger jaren is men in Nederland begonnen met de hoge temperatuur brandstofcel ( omstreeks 900 graden Celcius) in een eutectische smelt van gesmolten carbonaten.
Maar de materiaalproblemen bleken daarbij onoplosbaar. Alleen dure electrodematerialen ( bijv. Pt) komen in aanmerking en het gesmolten carbonaatmengsel vertoont in de keramische cel een zeer sterke "kruip" via alle afdichtingen. Een capillaire opstijging van 10 a 20 cm is daarbij mogelijk.
Bovendien, de proefcellen van Ketelaar en Broers uit de vijftiger en zestiger jaren in Amsterdam kostten veel meer energie dan ze konden leveren. Er is nog wel hoop geweest dat men met nikkel zou kunnen werken in plaats van platina. Maar dat bleek toch tegen te vallen.
Als je gaat surfen op internet op de namen Ketelaar AND Broers zal je er zeker wat over vinden.
Geplaatst op 13 december 2008 - 20:03
Dus een brandstofcel met methaan is rond de 100 C niet mogelijk of misschien iets hoger?
En bedankt voor de informatie daar heb ik zeker wat aan.
En dan nog de vraag hoe kan het dat H2 niet reageert in de lucht bij kamer temperatuur maar wel in een brandstofcel?
Veranderd door Nikos, 13 december 2008 - 20:07
Geplaatst op 13 december 2008 - 22:07
H2 reageert wel in de lucht maar je hebt natuurlijk een ontsteking nodig. Methaan reageert ook pas in lucht wanneer je het ontsteekt.
Geplaatst op 14 december 2008 - 10:59
maar hoe kan het dat H2 geen ontsteking in een brandstofcel nodig heeft?
Geplaatst op 14 december 2008 - 11:34
Omdat het ook makkelijk op een andere manier geoxideerd kan worden.
Geplaatst op 14 december 2008 - 19:07
Ik ga deze week wel even uitproberen of het lukt
Geplaatst op 15 december 2008 - 16:28
Je kunt waterstof wel gebruiken als brandstof in een lage temperatuur brandstofcel. Maar methaan niet.
Waterstof kun aan geplatineerd platina via dissociatieve adsorbtie laten reageren
volgens: H2 ----) 2 Hads. Vervolgens wordt deze atomaire waterstof aan de Pt-anode geoxydeerd.
Maar methaan doet zoiets niet ! Daarvoor zit het molecule CH4 veel te stevig in elkaar. Een dissociatieve adsorbtie zoals hierboven aan geplatineerd platina lukt niet.
Met methanol lukt het wel. Tenminste, in een NaOH oplossing. Maar daar heb je niets aan want die electroliet is na korte tijd natriumcarbonaat geworden. Met methanol als brandstof moet je een zure electroliet nemen. Dan kun je het CO2 als gas afvoeren. Maar die oxydatie in zuur milieu is niet of nauwelijks te katalyseren.
We lopen bij lage temperatuur dus steeds vast op de gebrekkige katalyse. Bovendien,
bij onvolledige oxydatie van methaan krijg je koolvorming aan je anode en dat bederft ook weer de katalytische eigenschappen.
Er zit dus niets anders op dan het katalytisch kraken van methaan bij een wat hogere temperatuur en daana verder gaan in een waterstof-zuurstof brandstof cel.
Geplaatst op 17 december 2008 - 16:04
Geplaatst op 06 januari 2009 - 20:09
Ik heb es wat proberen te maken op school en heb het volgende gedaan.
Bekerglas met water, kaliumhydroxide toegevoegd.
Twee koolstof electroden erin.
een ampèremeter tussen de electroden
Met een slang methaan en lucht toegevoegd. (ene electrode lucht andere methaan )
En er kwam wel een stroompje te lopen...
toen ik de methaan toevoer stopte bleef de stroom lopen en ging het zeer langzaam omlaag.
Ik dacht klopt dit wel maar mijn leraar zei het kan zijn dat het methaan en zuurstof is geadsorbeerd door de electroden en dat er daarom nog een stroompje loopt.
het stroompje was volgens mij tussen de 0.10 en de 0.20 mA (hij stond op de stand 20mA en ga 0.10 en 0.20 aan)
Zou hier iets van kunnen kloppen...?
Geplaatst op 11 januari 2009 - 11:05
hzeil heel erg bedankt voor je reactie want daar had ik veel aan maar het is wel mogelijk om methaan te gebruiken in een brandstofcel.