直接甲醇燃料電池是指直接使用甲醇為陽(yáng)極活性物質(zhì)的燃料電池,是質(zhì)子交換膜燃料電池的一種,只是燃料不是氫而是甲醇而已。DMFC是世界上研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn),其基礎(chǔ)是E.Muelier在1922年首次進(jìn)行的甲醇的電氧化實(shí)驗(yàn)。1951年,Kordesch和MarKo最早進(jìn)行了DMFC的研究。
直接甲醇燃料電池的工作原理
直接甲醇燃料電池的工作原理與質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理基本相同。不同之處在于直接甲醇燃料電池
的燃料為甲醇(氣態(tài)或液態(tài)),氧化劑仍為空氣和純氧。直接甲醇燃料電池的工作原理如圖1。其陽(yáng)極和陰極催化劑分別為Pt-Ru/C(或Pt-Ru黑)和Pt-C。其電極反應(yīng)如下:
陽(yáng)極反應(yīng):CH3OH+H2O→CO2+6H++6e;
陰極反應(yīng):3/2O2+6H++6e→3H2O;
總反應(yīng):CH3OH+3/2O2→CO2+3H2O。
與二次電池不同,微型直接甲醇燃料電池只要保持連續(xù)的甲醇燃料和氧化劑供給,就會(huì)有源源不斷的電子通過(guò)外部電路從陽(yáng)極流向陰極產(chǎn)生電能,并對(duì)外供電。
直接甲醇燃料電池的特點(diǎn)
1)能量轉(zhuǎn)化效率高,達(dá)60%~80%,不受“卡諾循環(huán)”限制;
2)環(huán)保。燃料電池的產(chǎn)物主要是水及少量二氧化碳,且噪音小;
3)比能量高。直接甲醇燃料電池質(zhì)量比能量和體積比能量分別達(dá)到6000Wh/kg和4800Wh/L,遠(yuǎn)高于蓄電池的比能量。