燃料电池的介绍及类型

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燃料电池的介绍及类型

氢能源与燃料电池

氢在地球上属于最丰富的元素之一，但是它不能以其自然形式存在，例如在大气中，氢是和氧共同作用形成水存在的。在很多化合物中也能找到氢，例如天然气、甲醇、原油等。要把氢存储起来用作燃料，必须进行一系列工序把这些物质分离出来，如图所示。

燃料电池就是氢动力电池，氢是一种优质燃料。与等量的化石燃料相比，它的比能非常高，1kg氢的能量是1kg汽油能量的3倍。

燃料电池是一种把氢氧化学能转化成电能的电化学装置，如图所示。在燃料电池内发生的化学反应与水的电解过程刚好相反，电解是通过施加电流将水分解成其组成成分为氢和氧的过程，在电解时需要消耗能量。

燃料电池的优点

燃料电池产生电能，并且由于氢和氧提供电能给燃料电池，所以燃料电池本身不会产生任何碳排放，排放的只有水和热量。

燃料电池的能量效率也比一般内燃机高，由内燃机提供动力车辆的能量效率只有15%～20%，而燃料电池汽车的能量效率能达到40%以上。

此外，如果利用燃料电池作为汽车，其运动部件非常少，稳定性更强。

燃料电池应用于汽车存在的问题

虽然目前很多汽车制造商开始设计和研发燃料电池汽车，并致力于提高燃料电池系统的设计，但是没有一款由燃料电池提供动力的汽车能够量产化生产。原因主要是成本高、缺少加燃料的基础设施、无安全保障、汽车续驶里程不足，以及不能够经久耐用和冷起动问题等，这些都影响和制约了燃料电池汽车的发展。

燃料电池的类型

燃料电池的类型很多，主要的区别在于所用的电解质种类不同。有些电解质常温下运行效果很好，而有些需要在温度高达900℃的情况下才能正常工作表所示为目前比较常见的燃料电池。

最合适汽车使用的燃料电池是PEM电池，也称为质子交换膜电池。PEM燃料电池必须用氢作为能源，可以是直接存储在车辆上的氢，或是由另一种燃料生成的氢。

1、燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。

2、燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。

3、不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。

4、燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。

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