直接甲醇燃料電池屬于質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）中之一類，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇為燃料供給來源，而不需通過甲醇、汽油及天然氣的重整制氫以供發(fā)電。相較于質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC） ，直接甲醇燃料電池 （DMFC） 具備低溫快速啟動、燃料潔凈環(huán)保以及電池結(jié)構(gòu)簡單等特性。這使得直接甲醇燃料電池 （DMFC）可能成為未來便攜式電子產(chǎn)品應用的主流。

甲醇燃料電池原理

直接甲醇燃料電池是質(zhì)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(zhuǎn)換成二氧化碳，質(zhì)子和電子，如同標準的質(zhì)子交換膜燃料電池一樣，質(zhì)子透過質(zhì)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。

直接甲醇燃料電池屬于質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）中之一類，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇為燃料供給來源，而不需通過甲醇、汽油及天然氣的重整制氫以供發(fā)電。相較于質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC） ，直接甲醇燃料電池 （DMFC） 具備低溫快速啟動、燃料潔凈環(huán)保以及電池結(jié)構(gòu)簡單等特性。這使得直接甲醇燃料電池 （DMFC）可能成為未來便攜式電子產(chǎn)品應用的主流。

在直接甲醇燃料電池的工作過程中，一定濃度的甲醇溶液從電池的陽極流場結(jié)構(gòu)中通過，在液體的流動過程中，甲醇溶液經(jīng)過陽極擴散層，至陽極催化層處被氧化。透過質(zhì)子交換膜，作為反應產(chǎn)物的質(zhì)子得以遷移到陰極一側(cè)，電子則通過外電路由陽極向陰極傳遞，并在此過程中對外做功。同時，在陽極 MEA 中電解質(zhì)的作用下，CO2氣體以氣泡的形式在陽極流場內(nèi)隨甲醇溶液排出。在電池的陰極一側(cè)，陰極集流板流場結(jié)構(gòu)均勻分配后的空氣或氧氣擴散進入陰極催化層，被來自陽極的質(zhì)子電化學還原，生成的水蒸氣或液態(tài)形式的水與反應尾氣一起離開電池的陰極流場。

這種電池的期望工作溫度為120℃以下，比標準的質(zhì)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(zhì)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(zhuǎn)換成二氧化碳和氫，如同標準的質(zhì)子交換膜燃料電池一樣，氫然后再與氧反應。

甲醇燃料電池優(yōu)缺點

優(yōu)勢

1、體積小巧

2、燃料使用便利

3、潔凈環(huán)保

4、理論能量比高

缺陷

1、能量轉(zhuǎn)化率低

2、性能衰減快

3、成本高

甲醇燃料電池的正負極反應式

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

總反應同上：2CH4O + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O

正極：3O2 + 12e– + 12H+ → 6H2O

負極：2CH4O - 12e– + 2H2O → 12H+ + 2CO2