Ogniwo paliwowe zasilane bezpośrednio metanolem

Ogniwo paliwowe zasilane bezpośrednio metanolem, DMFC (Direct-Methanol Fuel Cell) – rodzaj ogniwa paliwowego, w którym metanol (CH₃OH) nie jest reformowany, lecz dostarczany bezpośrednio do ogniwa.

Ogniwa zasilane metanolem są to zmodyfikowane ogniwa polimerowe (PEMFC).

Przy obecnym rozwoju technologii, ogniwa zasilane bezpośrednio metanolem mogą produkować ograniczone moce, za to mogą magazynować dużo energii na małej przestrzeni. Co oznacza, że mogą produkować niewielkie ilości energii elektrycznej w długim okresie (co czyni je użytecznymi np. w telefonach komórkowych, laptopach).

Budowa i zasada działania

Elektrolitem w ogniwie DMFC jest spolimeryzowany fluorkowany kwas sulfonowy w postaci membrany pokrytej porowatą platyną (katalizator). Anoda natomiast, jako katalizatory, ma oprócz platyny (Pt) również ruten (Ru), których zadaniem jest chemisorpcja metanolu i wody oraz elektrochemiczne pozbawienie ich elektronów. Platyna rozkłada metanol, a ruten cząsteczkę wody.

Elektrochemiczne reakcje zachodzące w ogniwie DMFC są następujące:

katoda: 1,5O₂ + 6H⁺ + 6e^- → 3H₂O

anoda: CH₃OH + H₂O → CO₂ + 6H⁺ + 6e^-

Etapy pracy ogniwa DMFC:

1. absorpcja 1½ cząsteczki tlenu na katodzie oraz cząsteczki metanolu i wody na anodzie
2. jonizacja 3 atomów tlenu na katodzie i rozkład CH₃OH i H₂O na anodzie
3. migracja 6 protonów przez elektrolit oraz jonów O² i CO²⁺ wzdłuż anody
4. rekombinacja jonów do 3 cząsteczek wody na katodzie i cząsteczki CO₂ na anodzie

Ogniwo zasilane bezpośrednio metanolem pracuje w temperaturze t = 90-120 °C.

Teoretycznie z 1 dm³ metanolu można uzyskać 5 kWh energii elektrycznej, ponieważ jednak ogniwa te mają na razie sprawność ok. 20-34%, więc uzyskuje się 1,7 kWh/dm³.

Bibliografia

• Witold M. Lewandowski: Proekologiczne odnawialne źródła energii. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2006. ISBN 83-204-3112-3.brak strony w książce