Direct Methanol Fuelcell

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie

Du hast neue Nachrichten (Unterschied zur vorletzten Version).

Die DMFC (Direct Methanol Fuelcell - Direktmethanol-Brennstoffzelle) ist eine Niedrigtemperatur-Brennstoffzelle, die bei einer Temperatur von ca. 90 – 120 °C arbeitet. Als Elektrolyt verwendet dieser Zellentyp eine Polymermembran.

[Bearbeiten] Prinzip

Als Brennstoff dient bei der DMFC Methanol (CH₃OH), das ohne vorherige Reformierung zusammen mit Wasser direkt der Anode zugeführt und dort oxidiert wird. An der Anode entsteht als Abgas CO₂. Der Kathode kann als Oxidationsmittel Luftsauerstoff zugeführt werden. Der Sauerstoff reagiert dort mit H⁺-Ionen und Elektronen zu Wasser.

Problematisch ist bei der DMFC, dass Methanol durch die Membran von der Anode zu Kathode wandert. Einerseits tritt dabei ein Verlust des Brennstoffs auf, andererseits wird so auch das elektrische Potenzial minimiert und der Zellenwirkungsgrad sinkt. Die Reduzierung dieses technischen Problems ist Gegenstand aktueller Forschungen. ^[1]

[Bearbeiten] Reaktionsgleichungen

	Gleichung
Anode	$\mathrm{CH_3OH + H_2O \to 6\ H^+ + 6\ e^- + CO_2}$ Oxidation / Elektronenabgabe
Kathode	$\mathrm{1 \frac{1}{2} O_2 + 6\ H^+ + 6\ e^- \to 3\ H_2O}$ Reduktion / Elektronenaufnahme
Gesamtreaktion	$\mathrm{CH_3OH + 1 \frac{1}{2} O_2 \to 2\ H_2O + CO_2}$ Redoxreaktion / Zellreaktion

Der innere Ladungstransport erfolgt mittels H⁺-Ionen. Auf der Anodenseite benötigt die Reaktion Wasser und produziert welches auf der Kathodenseite. Um den Wasserbedarf auf der Anodenseite zu decken ist ein aufwändiges Wassermanagement erforderlich. Realisiert wird dies u.a. durch Rückdiffusion durch die Membran und Befeuchtung der Edukte.