燃料电池的用途及使用方法有哪些？
来源：宝鄂实业
2019-08-04 17:07
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啥是燃料电池？
燃料电池是一种能量转化装置，它是按电化学原理,即原电池工作原理，等温的把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，因而实际过程是氧化还原反应。燃料电池主要由四部分组成,即阳极、阴极、电解质和外部电路。燃料气和氧化气分别由燃料电池的阳极和阴极通入。燃料气在阳极上放出电子，电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。离子在电场作用下，通过电解质迁移到阳极上，与燃料气反应，构成回路,产生电流。
以燃料电池为供能系统的思路，其实早在上世纪60年代就开始应用了。只不过这项技术在当时只应用在航天领域，在太阳能电池板还未出现的时候，燃料电池是载人航天、卫星运行等航天任务中唯一的供能手段。相比蓄电池庞大的体积和较低的储能密度，燃料电池系统具备轻便、灵活、供能效率高的特点。
由于燃料电池结构和发电原理的特殊性，燃料电池的能量转化率（燃料——电能）接近100%，是迄今为止热效率最高的发电单元。随着燃料电池技术的不断成熟，如今这项黑科技开始投放民用市场。早在1992年，丰田公司便开始着手研发可供车用的燃料电池系统，1996年，丰田成功研制并发布了首款燃料电池汽车FCEV。
航天级技术、出色的热效率、小巧的体积和超轻的重量，这一切都满足汽车工程师们所追求的"轻量化"目标。既然燃料电池这么厉害，那么按照一分价钱一分货的原理，它一定很贵吧。诚然，在航空航天领域，由于每个零部件都是定制化生产，单个零部件的成本相当高，因此航天器上的燃料电池系统自然很贵。
但在量产车身上，任何零部件全部都是大批量流水线作业生产，单个配件成本相当低。并且由于不必考虑种种太空环境，整个系统的配件也不必采用贵重金属和其他材质生产，因此民用车级别的燃料电池系统造价并不昂贵，甚至还低于一些主流厂家的中低端四缸发动机。至于燃料电池会不会过于精密以至于它可靠性有不足的问题，大家更不必担心。
航天级的技术普遍有一个共性——可靠性必须特别高。尤其是重中之重的能源供应系统，更是不能出现丝毫问题。燃料电池系统在设计之初的思路就是利用最简单、小巧紧凑的结构发挥最大功能。因此燃料电池的结构完全谈不上精密，只要汽车厂家能够把内燃机生产工艺吃透，制造出合格的燃料电池轻而易举，可靠性？混过太空的家伙，地面上算个啥？
燃料电池由于结构优势，具备内燃机系统难以达到的轻量化和小型化优势（同等热效率下）。以氢能源燃料电池为例，丰田所生产的燃料电池系统早已比自家的内燃机轻巧，装在A级车里根本不显拥挤。另外，燃料电池系统还具备内燃机难以达到的热效率，这意味着在燃烧同等热值燃料的情况下，燃料电池可以提供比传统内燃机更多的能量，从而达到节能的目的。
除了节能外，燃料电池还具备零污染排放的优势。传统内燃机即便在国六排放标准下，依然会排放出大量的二氧化碳、一氧化碳和其它颗粒物。但燃料电池所使用的氢气在燃烧后只会产生纯净水。这意味着燃料电池拥有内燃机难以比拟的环保优势，不仅燃料环保可再生，排放物同样无污染甚至可以饮用。
