今天小編要來(lái)為大家全面講解下直接甲醇燃料動(dòng)力電池。直接甲醇燃料動(dòng)力電池（DMFC）有很多優(yōu)點(diǎn)，這使得它未來(lái)極有可能成為便攜式產(chǎn)品的主流電源。

技術(shù)原理

DMFC以碳作為電池的陰極和陽(yáng)極，而兩個(gè)電池間則為具有滲透性的薄膜所構(gòu)成。其電解質(zhì)為離子交換膜，薄膜的表面則涂有可以加速反應(yīng)的觸媒。甲醇溶液透過(guò)陽(yáng)極進(jìn)入燃料動(dòng)力電池，氧氣則由陰極進(jìn)入燃料動(dòng)力電池。經(jīng)由觸媒的用途使得甲醇所含的氫原子裂解成質(zhì)子與電子，其中質(zhì)子被氧吸引到薄膜的另一邊，電子則經(jīng)由外電路形成電流后到達(dá)陰極，跟氧形成水。DMFC的化學(xué)反應(yīng)如下：

陽(yáng)極反應(yīng)公式：CH3OH+H2O→CO2+6H++6e

陰極反應(yīng)公式：3/2O2+6H++6e→3H2O

全反應(yīng)公式：CH3OH+3/2O2→CO2+2H2O

一個(gè)DMFC目前可以出現(xiàn)300-500毫瓦特每平方厘米。新增電池的面積以及電池?cái)?shù)量可以供應(yīng)足夠的車輛以及固定應(yīng)用所要的任何瓦特以至千瓦。DMFC的操作溫度范圍則在合適的室溫到80℃左右。其效率大約是40%左右。DMFC儲(chǔ)存方便且成本低，啟動(dòng)速度亦很快。DMFC缺點(diǎn)是當(dāng)甲醇低溫轉(zhuǎn)換為氫和二氧化碳時(shí)要比常規(guī)的質(zhì)子交換膜燃料動(dòng)力電池要更多的白金催化劑。

優(yōu)點(diǎn)

DMFC直接使用甲醇為燃料，不需燃料的前期處理程序，這使得DMFC很容易微小化。更重要的是DMFC通過(guò)特定的方法使甲醇和空氣化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)熱力學(xué)電勢(shì)。不用借助運(yùn)動(dòng)機(jī)件，DMFC通過(guò)點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)電流，不用燃燒，無(wú)需將燃料春村重新變?yōu)闅錃饣驅(qū)錃獗┞队谫|(zhì)子交換膜（pEM），除去了內(nèi)部加熱冷卻金屬板、水和熱力處理系統(tǒng)、壓強(qiáng)平衡、轉(zhuǎn)化器等設(shè)備。而且DMFC是用雙槽結(jié)構(gòu)，可以用非金屬、輕而易曲的材料制成，和金屬材料相比大大降低了成本。再加上DMFC的能量密度是鋰離子電池的10倍，能設(shè)計(jì)出更輕薄化的產(chǎn)品。各界均預(yù)期DMFC有望在不久的將來(lái)成為電子產(chǎn)品的重要電源。

應(yīng)用

基于上述優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)時(shí)DMFC技術(shù)研究集中在手機(jī)、筆記本電腦和其他便攜式產(chǎn)品的應(yīng)用，希望這些裝置可以擁有更長(zhǎng)壽的電池。其他DMFC的應(yīng)用焦點(diǎn)包括手提電力工具、低電能遠(yuǎn)程設(shè)備如助聽(tīng)器、煙霧探測(cè)器、竊聽(tīng)器警報(bào)、酒店鎖和儀表讀數(shù)器等。

目前不少人的眼光都集中在DMFC在便攜式產(chǎn)品中的應(yīng)用情況，但事實(shí)上DMFC還可以應(yīng)用于不同的層面。在發(fā)展我國(guó)家，DMFC是理想的能源裝備，不但可以連接到高壓輸出電網(wǎng)供應(yīng)補(bǔ)充電力，也可作為高效率的后備電源。

技術(shù)困難

首先在制作材料方面，現(xiàn)時(shí)的甲醇氧化劑反應(yīng)太慢，造成DMFC的發(fā)電功率過(guò)小，必須整合大量的燃料動(dòng)力電池才能達(dá)到額定的功率需求。而且使用大量的貴重金屬催化劑，除了燃料動(dòng)力電池的建構(gòu)成本無(wú)法有效降低外，相對(duì)會(huì)使得系統(tǒng)體積過(guò)大，降低實(shí)用化的可能性。現(xiàn)時(shí)目標(biāo)以新增催化劑使用量，以及開(kāi)發(fā)非貴重金屬催化劑兩方面著手。

在電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，目前各家以開(kāi)發(fā)平面式燃料動(dòng)力電池堆為重點(diǎn)。如何建構(gòu)一個(gè)可以量產(chǎn)的平面式燃料動(dòng)力電池組，將會(huì)是小型燃料動(dòng)力電池能否應(yīng)用的一個(gè)重要課題。此外甲醇濃度控制循環(huán)裝置，在陽(yáng)極出現(xiàn)的二氧化碳如何排除、陰極端出現(xiàn)的水如何控制以免造成使用者的困擾，這些相關(guān)議題必須在系統(tǒng)設(shè)計(jì)或是與應(yīng)用端整合時(shí)一并考慮，且不可造成大量的電能損耗以及新增過(guò)多的系統(tǒng)體積。

在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)方面，面對(duì)鋰離子電池成本下降，以及納米材料有助提升鋰離子電池電容量，加上目前鋰離子電池能量管理系統(tǒng)進(jìn)一步改善，能有效提升鋰離子電池的使用時(shí)間，都會(huì)冷卻電子產(chǎn)品公司對(duì)燃料動(dòng)力電池的期待。