Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells

B.2. METANOLBRÆNDSELSCELLER
B.2 Metanolbrændselsceller
Metanolbrændselscellen blev udviklet i starten af 1990’erne og er kendt under forkortelse DMFC,
som står for Direct Methanol Fuel Cells. I metanolbrændselscellen bliver metanol og vand, gennem
en elektrokemisk proces, konverteret til elektrisk energi, varme, kuldioxid og vand. I dette afsnit vil
processen blive beskrevet.
Ved brændselscellens katode bliver metanol og vand splittet til protoner, elektroner og kuldioxid efter
følgende reaktion:
C H3OH + H2O → CO2 + 6 H + + 6e −
(B.7)
Reaktionen sker under hjælp af en speciel platinium/ruthenium katalysator på et substrat af kulstof.
Under reaktionen diffunderer de positive protoner vha. osmose 1 gennem en polymer membran over
til katoden, mens de negative elektroner passerer som strøm i det ydre kredsløb [IRD, 2008]. Se figur
B.3.
Ved anoden bindes elektroner tilbage sammen med protonerne og vil sammen med oxygen danne
vand. Dette sker efter protonerne har diffunderet gennem membranen. Anodereaktionen forløber
som følger:
3/2O2 + 6 H + + 6e − → 3 H2
(B.8)
Katalysatoren, der får reaktionen til at forløbe, er platinium partikler på et kulstofsubstrat [IRD, 2008].
Efter de gennemgåede reaktioner, bliver den generelle reaktion for metanolbrændselscellen:
C H3OH + 3/2O2 → CO2 + 2 H2O (B.9)
Figur B.3: Illustration af metanolbrændselscelle [IRD, 2008].
Spændingen over en enkelt celle er mellem 0,3 - 0,9 V afhængig af belastningen på den enkelte celle.
I en stak suppleres metanolen med grafit-baserede interconnectlag til cellens membran-elektrodesamlinger
eller anoden og katoden. Interconnectlaget kommer i kontakt med anoden og katoden og
1 Dvs. protoner bevæger sig fra høj koncentration i den positive anode mod lav koncentration i den negative katode
XIII