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Tutorial MenueElektrolyseur und Brennstoffzelle - SchülerversucheLerneinheit 4 von 4

Leistung der Direkt-Methanol-Brennstoffzelle

Funktionsweise einer Direkt-Methanol-Brennstoffzelle

Abb.1
Schematischer Aufbau und Reaktionsschema
h-tec Wasserstoff-Energie-Systeme GmbH

Beschreibung

Die Direkt-Methanol-Brennstoffzelle, auch kurz DM-Brennstoffzelle oder DMFC (von englisch Direct Methanol Fuel Cell) genannt, ist ein Spezialfall der PEM1)-Brennstoffzelle. Beide sind ähnlich aufgebaut: Zwei Elektroden werden durch eine Membran getrennt, die als Elektrolyt dient. Sie leitet Protonen, lässt aber keine Elektronen durch.

Vorteile
In der DMFC2) wird als Brennstoff Methanol (CH3OH) genutzt. Der Vorteil ist, dass Methanol bei Temperaturen von 97 bis 64°C (bei 1.013hPa) flüssig ist. Handhabung, Speicherung und Transport von Methanol sind ähnlich wie bei herkömmlichen flüssigen Brennstoffen (z.B. Benzin oder Diesel) und nicht so kompliziert wie bei Brenngasen (z.B. Wasserstoff), die mit hohen Drücken und/oder bei tiefen Temperaturen gespeichert werden müssen.
Nachteile
Zum Nachteil der DMFC3) wirkt sich aus, dass Methanol giftig und korrosiv ist und bei der kalten Verbrennung in der Zelle das Treibhausgas Kohlendioxid entsteht. Außerdem hat dieser Brennstoffzellen-Typ nur einen geringen elektrischen Wirkungsgrad, weil ein Teil des Methanols durch die Membran von der Anode zur Kathode wandert. Dadurch verliert man nicht nur einen Teil des Brennstoffs, sondern auch die Zellspannung wird herabgesetzt.

Reaktion

2CH3OH+ 2H2O 2CO2+ 12H++ 12e Anodenreaktion 3O2+ 12H++ 12e 6H2O Kathodenreaktion 2CH3OH+ 3O2 2CO2+ 4H2O Gesamtreaktion

Beschreibung

Einsatzgebiete

Die DMFC4) wird als Stromversorgung für Elektroantriebe, tragbare Stromversorgungen und Batterieersatz eingesetzt.

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