原理
直接甲醇燃料電池是質子交換膜燃料電池的一種變種,它直接使用甲醇而勿需預先重整。甲醇在陽極轉換成二氧化碳,質子和電子,如同标準的質子交換膜燃料電池一樣,質子透過質子交換膜在陰極與氧反應,電子通過外電路到達陰極,并做功。
堿性條件 總反應式:2CH4O + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O
正極:3O2 + 12e– + 6H20 → 12OH–
負極:2CH4O - 12e– + 16OH~ → 2CO32- + 12H2O
酸性條件 CH4 +2O2→CO2+2H2O
正極:3O2 + 12e– + 12H+ → 6H2O
負極:2CH4O - 12e– + 2H2O → 12H+ + 2CO2
這種電池的期望工作溫度為120℃以下,比标準的質子交換膜燃料電池略高,其效率大約是40%左右。
直接甲醇燃料電池是質子交換膜燃料電池的一種變種,它直接使用甲醇而勿需預先重整。甲醇在陽極轉換成二氧化碳和氫,如同标準的質子交換膜燃料電池一樣,氫然後再與氧反應。
優勢
體積小巧 燃料使用便利 潔淨環保 理論能量比高。
缺陷
能量轉化率低 性能衰減快 成本高。
技術困難
1.催化劑
采用貴金屬納米催化劑 ,成本高。活性及穩定性達不到理想要求。
2.質子交換膜
杜邦公司Nafion膜甲醇透過很嚴重,造成燃料浪費,陰極混合電位,性能下降。
3.電池集成
針對DMFC的集成技術還不完善。
這種電池的期望工作溫度為120℃,比标準的質子交換膜燃料電池略高,其效率大約是40%左右。其缺點是當甲醇低溫轉換為氫和二氧化碳時要比常規的質子交換膜燃料電池需要更多的白金催化劑。不過,這種增加的成本可以因方便地使用液體燃料和勿需進行重整便能工作而相形見绌。直接甲醇燃料電池使用的技術仍處于其發展的早期,但已成功地顯示出可以用作移動電話和膝上型電腦的電源,将來還具有為指定的終端用戶使用的潛力。