直接甲醇燃料電池（Direct methanol fuel cells 簡寫DMFC）是直接利用甲醇水溶液為燃料，氧或空氣作為氧化劑的一種新型燃料電池。由于甲醇在室溫下為液態(tài)，具有很高的能量密度，并且價格便宜，可以直接從石油、天然氣、煤等原料中獲得，而不需要像間接甲醇燃料電池那樣進行燃料重整，簡化了重整設(shè)備；此外，在燃料獲取中能量損耗少，系統(tǒng)效率高。

　　直接甲醇燃料電池是一種聚合物電池，它的工作原理是：在陽極區(qū)，負(fù)極活性物質(zhì)甲醇水溶液經(jīng)陽極流場板均勻分配后，通過陽極擴散層擴散并進入陽極催化層中（即陽極電化學(xué)活性反應(yīng)區(qū)域），在碳載鉑釕電催化劑的作用下發(fā)生電化學(xué)氧化反應(yīng)，生成質(zhì)子、電子和二氧化碳。產(chǎn)生的質(zhì)子通過全氟磺酸膜聚合物電解質(zhì)遷移到陰極，，電子通過外電路傳遞到陰極，二氧化碳在酸性電解質(zhì)幫助下從陽極出口排出；陰極區(qū)，正極活性物質(zhì)氧氣或空氣經(jīng)陰極流場板均勻配后，通過陰極擴散層擴散并進入陰極催化層中（即陰電化學(xué)活性反應(yīng)區(qū)域），在碳載鉑釕電催化劑的作用下與從陽極遷移過來的質(zhì)子發(fā)生電化學(xué)還原反應(yīng)生成水隨反應(yīng)尾氣從陰極出口排出。其電極反應(yīng)如下：

　　陽極反應(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，就會有源源不斷的電子通過外部電路從陽極流向陰極產(chǎn)生電能，并對外供電。

　　直接甲醇燃料電池的特點是：

　　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��；

　　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。

　　1、陽極催化甲醇的電催化劑，一般來說陽極催化起始在0.4V左右，商業(yè)化使用的是PtRu/C催化劑，約存在0.2~0.4V的過電位，特別是在高電流情況下，過電位更高。

　　2、陰極氧還原催化劑，使用的Pt/C催化劑，起始電位約在0.9V左右，存在0.3~0.6V過電位。催化活性還有很大程度的提高。

　　3、膜是質(zhì)子交換膜，其質(zhì)子交換能力也會影響效率，此外，甲醇的透過性也會影響催化，（甲醇透過膜到陰極后，會產(chǎn)生混合電勢影響效率）。

　　直接甲醇燃料電池雖然最有可能補充和替代目前廣泛使用的蓄電池，但是也存在著許多問題：

　　1）技術(shù)上，催化劑的低活性和甲醇的滲透2個關(guān)鍵技術(shù)問題阻礙著微型直接甲醇燃料電池的發(fā)展和應(yīng)用，特別是低溫條件下的甲醇陽極催化劑性能亟待提高；

　　2）制造上，直接甲醇燃料電池的發(fā)展趨勢是微型化、集成化和高能化，但是，由于目前燃料電池還未產(chǎn)業(yè)化，各種電池零部件的加工有時還達(dá)不到設(shè)計精度的要求，甚至無法規(guī)模加工。同時，電池的微型化、集成化勢必引起比能量的下降，這與提高電池比功率密度相矛盾。

　　3）成本上，直接甲醇燃料電池所需的催化劑、電解質(zhì)膜、極板等材料價格昂貴，制備和加工成本高。因此，要使直接甲醇燃料電池商業(yè)化并具有競爭力，就必須把電池生產(chǎn)成本降低到目前使用的蓄電池價格上甚至更低。

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