美德两公司开始供应甲醇燃料电池直接方式的电解质膜样品

【日经BP社报道】汤浅日前成功地开发出了将甲醇水溶液直接供给到电极上的甲醇燃料电池（DMFC）系统。该公司试制出了100W与300W的电源系统模型，并已开始进行实物试验。DMFC的成功开发在全球尚属首例。

　　目前燃料电池开发的主流虽然是高分子固体电解质型燃料电池（PEFC），但是该公司表示：“虽然也探讨过PEFC的可行性，但苦于水的管理问题，未能完成这方面的研究。而DMFC由于可以在单独的系统内完成，因而能够在原有的化学电池技术的基础上进行开发”（汤浅尖端电池第1研究所部长野村荣一）。汤浅的目标是在2003年推出可作为移动式电源及家用电源使用的产品。

　　DMFC电池单元的结构与PEFC几乎相同，即将全氟磺酸（Per-fluoro-sulfonicacidpolymer）类聚合物形成的电解质膜夹在碳载铂／钌燃料极和碳载铂空气极之间。再用构成气体通路的隔板（Separator）将电池单元夹在中间，形成多单元的电池组。由34个单元为一组的基本电池组的输出功率为200W。在输出功率为100W的系统中使用了一组、在300W系统中使用了两组。

　　这一电池系统从本质上讲就是一个质量比为3%的甲醇水溶液循环系统。使用液体输送泵将甲醇水溶液从燃料箱（Tank）送到燃料极，并将未反应的甲醇回收送回燃料箱。与此同时，通过鼓风机将空气送入空气极，与反应生成物的水一起回收贮存于水箱中。该系统同时还备有甲醇箱，控制从甲醇箱与水箱向燃料箱的供给量，并将燃料箱的质量比保持在3%。该公司认为，“与PEFC系统相比这种电池系统更为简单”。

　　DMFC存在的最大的问题是甲醇容易渗透过目前使用的电解质膜--全氟磺酸类聚合物，引起直接氧化反应（交叉反应）。为了控制渗透，所以将质量比降低到了3%。据该公司透露，同时也采用了其它方法来优化反应条件、控制交叉反应现象。看来这方面是该公司独有的经验技术。

　　对于DMFC的另一大问题--CO易使触媒性能恶化问题，该公司表示：“从时间上看目前还没有发现较大的恶化现象”。虽然目前的结论是：甲醇在燃料极与水发生反应，产生CO2、H+、电子，但仔细观察后，在经过几个阶段的反应后，肯定会生成CO，使触媒出现恶化的现象，但该公司透露并未发现这种现象。该公司认为“或许是因为我们将氧化反应在一个过程中完成的缘故”。

　　但是，由于将甲醇的质量比降低到了3%，所以输出密度很低，仅为120mW/m2。只有PEFC的1/5左右。尽管如此，该公司仍然给予了很大的期望，因为该系统除了不需要水处理外，也不需要使用改质器，燃料储存方便等的优点，因此该公司认为有望开拓出相应的用途。今后计划“在2～3年内将输出密度提高2～3倍”，如果真的那样，在目前的系统中也将达到700W，可作为家庭用分散电源使用。不过，由于目前有关使用城市液化气的PEFC系统的研究已经领先一步，因此将会以没有供给城市液化气的地区的家庭用电源为目标进行开发。（记者：藤堂安人）