燃料电池的基本结构是什么?它有哪些分类?
基本结构
燃料电池的基本结构主要是由四部分组成,分别为阳极、阴极、电解质和外部电路。通常阳极为氢电极,阴极为氧电极。阳极和阴极上都需要含有一定量的电催化剂,用来加速电极上发生的电化学反应,两电极之间是电解质。
分类
目前燃料电池的种类很多,其分类方法也有很多种。按不同方法大致分类如下:
(1)按运行机理来分类:可分为酸性燃料电池和碱性燃料电池;
(2)按电解质的种类来分类:有酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质;
燃料电池的研究进展综述
(3)按燃料的类型来分类:有直接式燃料电池和间接式燃料电池;
(4)按燃料电池工作温度分:有低温型(低于200℃);中温型(200-750℃);高温型(高于750℃)。
原理
燃料电池的工作原理相对简单,主要包括燃料氧化和氧气还原两个电极反应及离子传输过程。早期的燃料电池结构相对简单,只需要传输离子的电解质和两个固态电极。当以氢气为燃料,氧气为氧化剂时,燃料电池的阴阳极反应和总反应分别为:
阳极:H2→2H++2e-
阴极:1/2O2+2H++2e-→H2O
总反应:H2+1/2O2→H2O