El proceso de las Células Directas de Alcohol (Metano) Carburante
La potencia termodinámica es creada mediante el uso de una membrana de un polímero electrolito que deja solo algunas especies de químicos pasar. Del otro lado de la membrana, la mezcla de metano y el agua es dada al ánodo catalizador que separa la molécula de metano en átomos de hidrógeno y dióxido de carbono. Después los átomos de hidrógeno son pelados de todos los electrones y pasados entre la membrana al lugar de la célula que tiene el cátodo. En el catalizador cátodo, los protones (átomos de hidrógeno sin electrones) reaccionan con el oxigeno en el aire para formar agua sin los electrones. Conectando un alambre conductor del ánodo al lado del cátodo, los electrones son pelados de los átomos de hidrógeno en el lado del ánodo y puede viajar al cátodo y combinarse con la especie que no tiene electrón.
Del punto de vista de termodinámica, los electrones "quieren" viajar al lado de los cátodos en una especifica "cantidad," que puede ser cuantificada como el circuito de voltaje abierto. El circuito de voltaje abierto es medido con un voltímetro a través de la célula programada a una resistencia muy alta. La termodinámica favorece la reacción del metano con O 2 a dióxido de carbono y agua, forzá una diferencia en energía en la membrana hasta que el sistema alcanza el equilibrio. Cuando este nivel es alcanzado, los componentes dejan de reaccionar, y no se produce mas energía usable.
Energía usable es producida sin bajar el voltaje a través de la membrana debajo del valor del equilibrio. Esto se hace poniendo un alambre resistente conectando los dos lados débilmente para que la corriente pueda correr. Lo más pequeño que sea la diferencia del voltaje que se acumula en la célula carburante en esta manera, la mas corriente, va a ser producida hasta que el limite de protones transportadas sea alcanzado, después de cual punto energía deja de ser producida.
La reacción total que ocurre en el DMFC es la misma que es usada para la combustión de metano,
i.e; CH 3 OH +3/21 2 CO 2 + 2H 2 O
La figura mostrada arriba muestra el diagrama esquemático de las principales operaciones de las células carburantes utilizando metano como combustible, i.e., Células Directas de Alcohol (Metano) Carburante (DMFC). Cuando está dando corriente, el metano es oxidado electro químicamente en el catalizador eléctrico para producir electrones que viajen a través del circuito eléctrico al cátodo catalizador eléctrico donde son consumidos juntos con oxigeno en una reacción reductora. El circuito es mantenido dentro de la célula por la conducción de protones en el electrolito.