Bezpośredni metanol ogniwo paliwowe ( DMFC , angielski direct metanol ogniwo paliwowe ) jest podzbiorem ogniw paliwowych membrany wymiany protonów , w którym paliwo, metanol CH 3 OH, nie jest reformowany, ale jest dostarczany bezpośrednio do ogniwa paliwowego .
Metanol, dostarczany bezpośrednio do ogniwa paliwowego, pozwala uniknąć skomplikowanego reformingu katalitycznego , a także umożliwia łatwiejsze przechowywanie niż wodór , nie wymagający ani wysokich ciśnień, ani niskich temperatur, ponieważ jest ciekły w temperaturze pokojowej. Objętościowa gęstość energii metanolu (ilość energii uwalnianej podczas użytkowania danej objętości metanolu) jest znacznie większa niż wodoru, nawet bardzo silnie sprężonego.
Dyfuzja metanolu przez membranę zmniejsza skuteczność redukcji tlenu na katodzie . Dzieje się tak, ponieważ miejsca katalizatora (często platyna) są częściowo wykorzystywane do redukcji metanolu zamiast tlenu.
Ponadto produkcja CO 2 na katodzie następuje dodatkowy proces wymagający jej zobojętnienia lub ewentualnego wykorzystania w procesie (w szczególności może służyć do sprężania zbiornika zawierającego metanol).
Jedną z głównych przeszkód w używaniu tego typu baterii jest w szczególności trudność w transporcie nabojów metanolowych (wciąż zabronionych w samolotach grudzień 2016).
Zdolne do magazynowania energii w małych ilościach, DMFC miały ograniczoną moc na wczesnym etapie rozwoju, wytwarzając w ten sposób niewielką ilość energii przez długi czas. Stosowane w telefonach lub laptopach, ogniwa paliwowe metanolowe nie nadawały się do zastosowań samokierunkowych.
Trudności związane z ogniwami paliwowymi metanolowymi:
Wydaje się, że nowy kamień milowy w technologii poczynił „Blue World Technologies” , duńska firma specjalizująca się w opracowywaniu wysokotemperaturowych ogniw paliwowych na metanol.
DMFC oparte są na utlenianiu metanolu na warstwie katalizatora z wytworzeniem dwutlenku węgla . Woda jest zużywana na anodzie i wytwarzana na katodzie . Protonów (jonów H + ), są transportowane przez membranę wymiany protonów do katody, gdzie reaguje z tlenem do produkcji wody. Te elektrony są transportowane za pomocą zewnętrznego obwodu od anody do katody, zapewniając w ten sposób energię do urządzenia zewnętrznego.
Reakcje połowiczne to:
co daje w sumie: 2 CH 3 OH + 3 O 2→ 2 CO 2+ 4 H 2 O.
Ponieważ woda jest zużywana na anodzie podczas reakcji, czysty metanol nie może być używany bez rezerwy wody poprzez transport bierny, taki jak dyfuzja wsteczna ( osmoza ) lub transport aktywny, taki jak pompowanie. Zapotrzebowanie na wodę ogranicza gęstość energii paliwa.
Pod koniec 2004 roku spółka zależna Mechanical Technology Inc. , MTI MicroFuel Cells wyprodukowała swój pierwszy DMFC do użytku komercyjnego. Technologia kompaktowych akumulatorów akumulatorowych „MTI's Mobion” składa się z ogniwa paliwowego działającego w 100% z metanolu. To rozwiązanie zostało wprowadzone na rynek wojskowy, przemysłowy i konsumencki jako tanie rozwiązanie dla akumulatorów litowo-jonowych.
W 2005 roku rekord najmniejszej dostępnej komercyjnej baterii należał do firmy Toshiba o wymiarach 22 × 56 × 4,5 mm . Obiekt ten dostarcza 100 mW na 10 h / ml paliwa i wykorzystuje nowe technologie pozwalające na wykorzystanie nierozcieńczonego metanolu (99,5%).