一般にメタノールを燃料として直接用いる燃料電池のことを、ダイレクトメタノール燃料電池 （DMFC）と呼んでいます。現在、性能が格段に進歩している固体高分子燃料電池（PEFC） にこの方式を用いることで、システムの簡略化が可能になります。しかし、燃料がメタノール に変わることにより、新たな問題が発生してしまいます。

DMFCの利点
・貯蔵や運搬が困難な水素を必要としません。
・メタノールから水素をたくさん含む改質ガスをつくる、大掛かりな装置が不要です。

DMFCの問題点
・電極触媒の性能が不充分です。
・アノード側の触媒が、特にCOによって汚染されます。
・メタノールが電解質膜を透過してしまいます。（クロスオーバー）

　　　　　　　　　　アノード反応　：　CH3OH + H2O → CO2 + 6H+ + 6e-
　　　　　　　　　　カソード反応　：　3/2O2 + 6H+ + 6e- → 3H2O
　　　　　　　　　　全体の反応　　：　CH3OH + H2O → CO2 + 3H2O

２．燃料電池の構成要素

　２−１．触媒

　３００℃程度以下で作動する燃料電池では、触媒を用いて電極反応を促進してやら ないとよい特性は得られません。この場合、触媒は電池反応に対して活性であるばかり でなく、副生成物によって被毒されにくい必要があります。
　Ptはアノード触媒として優れた金属で、メタノールとの一般的な反応機構は次のよ うになっています。(1)-(5)

　　Pt + CH3OH → Pt-CH2OH + H+ + e-　　　　　(1)
　　Pt-CH2OH → Pt-CHOH + H+ + e-　　　　　　(2)
　　Pt-CHOH → Pr-COH + H+ + e-　　　　　　　　(3)
　　Pt-COH → Pt-CO + H+ + e-　　　　　　　　　　(4)
　　Pt-CO + H2O → Pt + CO2 + 2H+ + 2e-　　　(5)

　しかし、この反応はPtのみでは十分でなく、COによる被毒を引き起こします。Pt表面にCO が吸着することによって、メタノールと反応する面積が減ってしまい、電池の性能を 低下させてしまいます。
　触媒がCOで被毒されるのを防ぐために、Ptの表面構造を改良したり、異なる金属を 加える方法があります。Ruは加える成分として、幅広く認められています。Ruは まず、水を解離させOH種を作ります。また、RuはPtに比べてOH種で覆われやすく、メタノール が改質された場合に生成されるCOの酸化を補います。(6)(7)

　　Ru + H2O → RuOH + H+ + e-　　　　　　(6)
　　Ru-OH + CO → Ru + CO2 + H+ e-　　　(7)

　しかし、Ru表面はPtよりもメタノールに対する触媒活性が低くなっています。他にSn、 Wなどの金属を加えた触媒も試されています。
　また、アノードとカソードの両方にPtなどの貴金属をつかうので、コストの面から なるべくその使用量を減らさなければなりません。

　２−２．電解質膜

　触媒活性を上げるためには、電池の温度を上げなければならないので高温（２００ ℃程度）にも耐え、安定な膜が必要です。固体高分子型燃料電池（PEFC）の電解質 膜（ナフィオン）は、１００℃以下で用いられておりDMFCが必要とする温度には耐え られません。

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