Le principe de fonctionnement Les DMFC appartiennent à la famille des piles à combustible à membrane échangeuse de protons puisque que ce sont les protons, produits lors de la réaction électrochimique, qui traverse la membrane (la plus connue étant le Nafion® dont les droits appartiennent à l’entreprise DuPont de Nemours) alors que les électrons sont collectés par un circuit électrique extérieur.
Elles fonctionnent grâce à deux réactions électrochimiques.
La première se déroule du côté anodique de la pile, avec l’oxydation du méthanol (CH3OH).
La seconde, du côté cathodique, réalise la réduction de l’oxygène (une pile peut s’alimenter avec de l’oxygène pur ou de l’air).
Ces deux réactions sont catalytiques.
En général, les catalyseurs sont à base de platine (auquel on ajoute du ruthénium du côté anodique).
Anode : CH3OH + H2O → CO2 + 6 H+ + 6 e- Cathode : O2 + 4 H+ + 4 e- → 2 H2O L’équation bilan qui est la somme de ces deux demi-réactions donne : 2CH3OH + 3 O2 → 2CO2 + 4 H2O.
Les produits de réactions sont donc l’eau et le dioxyde de carbone, ce dernier étant produit en quantité très inférieure à celle des énergies fossiles.
Les avantages du méthanol Le méthanol est liquide à température et pression usuelles au contraire de l’hydrogène.
Il en résulte une facilité de stockage et d’utilisation.
Il possède une grande capacité énergétique, bien supérieure à celle de l’hydrogène.
Sa production peut s’obtenir de différentes manières, la plus répandue étant d’utiliser du gaz naturel.
Les inconvénients Le méthanol est un produit très toxique.
Les DMFC produisent de faibles quantités d’énergies, mais pour une durée assez longue.
Pour cette raison, son utilisation dans l’automobile reste compromise.
Néanmoins, des investisseurs voient dans ces piles une nouvelle forme d’énergie portative, par exemple, en remplacement des batteries d’ordinateurs portables, chargeurs de téléphones portables ou bien encore d’autres dispositifs électroniques de faible puissance.