一、燃料电池的工作原理
　　燃料电池是一种不经过燃烧，将燃料化学能直接转变为电能的装置。它和其他电池中的氧化还原反应一样，都是自发的化学反应。其中燃料电池电化学反应的最终产物与燃料燃烧的产物相同，这是我们书写燃料电池总反应式的依据。
　　二、燃料电池负极反应式的间接书写法
　　所谓间接书写法，是指先写出燃料电池的正极反应式和总反应式，然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。因为燃料电池的负极反应式直接书写比较困难。而正极的氧化剂大多是氧气，书写形式变化不大，有规律可循。燃料电池正极反应式书写的几种形式如下：（1）电解质为酸性。在酸性环境中，O2-不能单独存在，可供O2-结合的微粒有H+和H2O，可以理解为O2-带负电在电性力作用下，O2-优先结合H+生成H2O。这样，在酸性电解质溶液中，正极反应式为O2+4H++4e-2H2O。（2）电解质为中性或碱性。在中性或碱性环境中，O2-也不能单独存在，O2-带负电，在电性力作用下与OH-相推斥，故只能结合H2O生成OH-，故在中性或碱性电解质溶液中，正极反应式为O2+2H2O+4e-4OH-。（3）电解质为熔融的碳酸盐。在熔融的碳酸盐环境中，O2-也不能单独存在，O2-可结合CO2生成CO2-3，则其正极反应式为O2+2CO2+4e-2CO2-3。（4）电解质为固体电解质。该固体电解质在高温下可允许O2-在其间通过，故其正极反应式应为O2+4e-2O2-。
　　燃料电池总反应式的书写比较容易，据燃料电池的总反应式和正极反应式，然后在电子守恒的基础上用总反应式减去正极反应式即得负极反应式。
　　三、燃料电池负极反应式的直接书写法
　　由同种燃料构成的原电池，书写负极反应式时，酸性电解质相对碱性的容易一些，因为酸性电解质中碳元素在产物存在形式为CO2，氢元素在产物存在形式为H+，碱性电解质中碳元素在产物存在形式为CO2-3，氢元素在产物存在形式为H2O。下面以甲烷为例：
　　酸性电解质中，C0H4C+4O2，CH044H+1。
　　这里，我们规定甲烷中碳元素的化合价和氢元素的化合价均为0价，产物中分别为+4和+1价，共失去电子8e-，可以认为C结合的H2O的O生成CO2，再根据电子守恒和原子守恒很快直接写出负极反应式为CH4+2H2O-8e-CO2+8H+。
　　同样，我们规定甲烷中碳元素的化合价和氢元素的化合价均为0价，产物中分别为+4和+1价，共失去电子8e-，可以认为C失去4e-后带正电荷，结合的6OH-生成CO2-3和3H2O；4H失去4e-后带正电荷，结合的4OH-生成4H2O。再根据电子守恒和原子守恒很快直接写出负极反应式为：CH4-8e-+10OH-CO2-3+7H2O。
　　也可以在酸性电解质电极式上用碱中和得到：
　　CH4+2H2O-8e-CO2+8H+，
　　CO2+2OH-CO2-3+H2O，8H++8OH-8H2O，
　　CH4-8e-+10OH-CO2-3+7H2O。
　　如果是烃的含氧衍生物，通过改写也可以按上述方法书写，以甲醇为例：
　　酸性电解质中，C0H2·H2OC+4O2，CH02·H2O2H+1。
　　为了方便，我们将CH4O改写为CH2·H2O，书写原理同上，只不过可以认为其分子中自带H2O，故酸性电解质中的负极反应为CH2·H2O+H2O-8e-CO2+6H+，为了规范答题则写成：
　　CH3OH+H2O-8e-CO2+6H+。
　　同理，碱性电解质中的负极反应为CH2·H2O-6e-+8OH-CO2-3+6H2O。
　　为了规范答题则写成：CH3OH-6e-+8OH-CO2-3+6H2O。
　　书写规律：1molC转移电子4mol，酸性电解质中会结合2molH2O生成1molCO2和4H+，碱性电解质中会结合6molOH-生成1molCO2-3和3H2O；1molH转移电子1mol，酸性电解质中会生成1molH+，碱性电解质中会结合1molOH-生成1molH2O。下面利用此规律书写乙醇燃料电池的碱性电解质中负极反应式：C2H4·H2O-12e-+16OH-CO2-3+6H2O。
　　为了规范答题则写成：C2H5OH-12e-+16OH-2CO2-3+11H2O
　　作者单位：广东省肇庆市高要区第二中学