Celula de combustie directă cu metanol ( DMFC , engleză -Direct de celule de combustibil metanol ) este un subset de celule de combustibil cu membrană de schimb de protoni , în care combustibilul, metanol CH 3 OH, nu este reformat, ci este alimentat direct la celula de combustibil .
Metanolul, fiind furnizat direct la celula de combustibil, face posibilă evitarea reformării catalitice complicate și, de asemenea, permite stocarea mai ușoară decât hidrogenul , nefiind necesară nici presiuni ridicate, nici temperaturi scăzute, deoarece este lichid la temperatura camerei. Densitatea energetică volumică a metanolului (cantitatea de energie eliberată în timpul utilizării unui anumit volum de metanol) este mult mai mare decât cea a hidrogenului, chiar foarte puternic comprimat.
Difuzarea metanolului prin membrană scade eficiența reducerii oxigenului la catod . Acest lucru se datorează faptului că siturile catalizatorului (adesea platină) sunt utilizate parțial pentru reducerea metanolului în loc de oxigen.
În plus, producția de CO 2 la catod implică un proces suplimentar care necesită neutralizarea acestuia sau posibila sa utilizare în proces (poate fi utilizat în special pentru a presuriza rezervorul care conține metanol).
Unul dintre obstacolele majore în calea utilizării acestui tip de baterie este în special dificultatea de a transporta cartușele de metanol (încă interzise în avioane în decembrie 2016).
Capabili să stocheze energie în volume mici, DMFC-urile au avut o putere limitată la începutul dezvoltării lor, producând astfel o cantitate mică de energie pe o perioadă lungă de timp. Utilizate pentru telefoane sau laptopuri, pilele de combustibil cu metanol nu erau adecvate pentru aplicații de auto-locomoție.
Dificultăți inerente pilelor de combustibil cu metanol:
O nouă etapă tehnologică pare să fi fost luată de „Blue World Technologies” , o companie daneză specializată în dezvoltarea pilelor de combustibil cu metanol la temperaturi ridicate.
DMFC se bazează pe oxidarea metanolului pe un strat de catalizator pentru a forma dioxid de carbon . Apa este consumată la anod și este produsă la catod . Proton (ion H + ) sunt transportați prin membrana de schimb protonic la catod unde reacționează cu oxigenul la apă produce. De electronii sunt transportate printr - un circuit extern de la anod la catod, oferind astfel energie pentru echipamente externe.
Jumătățile de reacție sunt:
ceea ce dă în total: 2 CH 3 OH + 3 O 2→ 2 CO 2+ 4 H 2 O.
Deoarece apa este consumată la anod în timpul reacției, metanolul pur nu poate fi utilizat fără rezerve de apă prin transport pasiv, cum ar fi difuzia înapoi ( osmoza ) sau transportul activ, cum ar fi pomparea. Necesarul de apă limitează densitatea energetică a combustibilului.
La sfârșitul anului 2004 , filiala Mechanical Technology Inc. , MTI MicroFuel Cells a produs primul său DMFC pentru uz comercial. Tehnologia reîncărcabilă a acumulatorului „MTI's Mobion” constă dintr-o celulă de combustibil care funcționează cu 100% metanol. Această soluție a fost comercializată pe piețele militare, industriale și de consum ca o soluție cu cost redus pentru bateriile litiu-ion.
În 2005 , recordul pentru cea mai mică baterie comercială disponibilă a fost deținut de Toshiba , cu dimensiuni de 22 × 56 × 4,5 mm . Acest obiect furnizează 100 mW pe 10 h / mL de combustibil și profită de noile tehnologii care permit utilizarea metanolului nediluat (99,5%).