直接乙醇燃料電池或DEFC是一類燃料電池，其中乙醇直接進入電池。它們已被用作模型來研究一系列燃料電池概念，包括PEM的使用。

直接乙醇燃料電池在燃料電池中使用乙醇而不是毒性更大的甲醇。乙醇是甲醇的一種有吸引力的替代品，因為它的供應鏈已經到位。乙醇仍然是消費者廣泛使用的更容易使用的燃料。乙醇是一種富含氫的液體，與甲醇（6.1kWh/kg）相比，它具有更高的比能（8.0kWh/kg）。乙醇可以通過可再生資源（如甘蔗、小麥、玉米甚至稻草）的發酵過程從生物質中大量獲得。生物產生的乙醇（或生物乙醇）因此很有吸引力，因為種植生物燃料的作物吸收了大部分從用于生產生物燃料的燃料以及燃燒生物燃料本身排放到大氣中的二氧化碳。這與化石燃料的使用形成鮮明對比。乙醇的使用還將克服氫在燃料電池應用中的儲存和基礎設施挑戰。在燃料電池中，任何燃料的氧化都需要使用催化劑，以達到商業上可行的燃料電池所需的電流密度，

直接乙醇燃料電池與DMFC類似，依賴于乙醇在催化劑層上的氧化形成二氧化碳。水在陽極被消耗，在陰極產生。質子(H+)穿過質子交換膜傳輸到陰極，在陰極與氧氣反應生成水。電子通過外部電路從陽極傳輸到陰極，為連接的設備供電。半反應是：

鉑基催化劑價格昂貴，因此實際開發乙醇作為PEM燃料電池的燃料需要一種新的催化劑。已經開發了新的納米結構電催化劑（例如ACTASpA的HYPERMEC），它基于非貴金屬，優選在陽極處是Fe、Co、Ni的混合物，在陰極處是單獨的Ni、Fe或Co。使用乙醇，在25°C下使用含有商業陰離子交換膜的自呼吸電池，在0.5V下獲得了高達140mW/cm2的功率密度。該催化劑不含任何貴金屬。實際上，微小的金屬顆粒以這樣的方式固定在基材上，從而產生非常活躍的催化劑。聚合物充當電解質。電荷由氫離子（質子）攜帶。液態乙醇(C2H5OH)在有水存在的情況下在陽極氧化，產生CO2、氫離子和電子。氫離子穿過電解質。它們在陰極與空氣中的氧氣和外部電路中的電子反應形成水。與內燃機相比，基于生物乙醇的燃料電池可以改善這種生物燃料的油井到車輪的平衡，因為燃料電池的轉化率提高了。但現實世界的數據可能要在幾年后才能實現，因為直接甲醇和乙醇燃料電池的發展落后于氫動力燃料電池。

2007年5月13日，奧芬堡應用科學大學的一個團隊在法國殼牌公司的生態馬拉松比賽中展示了世界上xxx輛由DEFC驅動的車輛。Schluckspecht汽車在Nogaro電路上成功試駕，由DEFC堆棧供電，輸出電壓為20至45V（取決于負載）。已經構建了各種直接乙醇燃料電池堆手機充電器原型，其電壓范圍為2V至7V，功率范圍為800mW至2W，并進行了測試。

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