什么是燃料电池发电?“燃料”和“电池”的关系详解

作为一种行之有效的安全管理措施，强化了超前管理理念，将安全关口前移，防患于未然，有效地保证了系统和设备的安全可靠运行。

但在部分地区和单位，还存在有危险点分析水平不高和流于形式等问题，为提高危险点分析水平，应从以下八个方面入手：

1.坚持开展危险点分析制度。思想上要重视，措施上要得力，常抓不懈，危险点分析力度才能得到全面切实地执行，避免图形式，走过场的情况发生。

2.加强理论、规程、标准的学习。通过对理论、规程制度的学习，併将学习内容与实际工作中的危险点分析紧密地联系起来，以规程制度为指南指导分析的开展，提高分析水平，通过分析的开展加深对所学规程的理解，以学促干，以干带学。

3.危险点分析实行一票一卡制。一份工作票或操作票填写一份分析卡，对照工作任务有针对性地展开分析，危险点和危险源必须具体明确，措施不空洞，不空泛，可操作性强。分析应全面，横向到边，纵向到底，不留死角，没有盲区。

4.熟悉现场、方式和操作过程。为了能够准确地预见和判断危险点，使预控措施正确有效，作业人员从接受任务之时起，就必须对所涉及的设备方式，工作内容和操作要领做到心中有数，经常性地开展反事故演习和事故预想，提高一线职工操作的正确性和事故状态下的快速应变能力。

5.收集反面素材，吸取事故教训。对事故通报的学习不能流于形式，应结合自身工作实际展开讨论，举一反三，提高对各类潜在危险点、危险源的认知能力。

6.危险点分析内容应全员开展，全员知晓。每项工作的开展，人员必须全部参加，工作中各负其责，各尽其职，互相提醒，互相监督，通过自控互控实现自保互保。

7.工作完成后的总结评价。每项工作完成后，对危险点分析的执行情况进行评价，对其中不足的部分提出整改意见，对新发现的危险点、危险源采取相应对策，使安全工作始终处于可控、在控状态。

8.安全活动会对危险点分析、执行情况进行汇总分析。利用科学化、规范化、标准化的管理方法对上周工作的危险点分析执行情况展开分析，对执行好的进行表扬，对执行不好的提出批评，互相交流，共同探讨，从而提高班组整体分析能力。为了了解它的价值，让我们分别研究一下“燃料”和“电池”这两个词。

为了利用煤或者石油这样的燃料来发电，必须先燃烧煤或者石油。它们燃烧时产生的能量可以对水加热而使之变成蒸汽，蒸汽则可以用来使涡轮发电机在磁场中旋转。这样就产生了电流。换句话说，我们是把燃料的化学能转变为热能，然后把热能转换为电能。在这种双转换的过程中，许多原来的化学能浪费掉了。然而，燃料非常便宜，虽有这种浪费，也不妨碍我们生产大量的电力，而无需昂贵的费用。还有可能把化学能直接转换为电能，而无需先转换为热能。

为此，我们必须使用电池。这种电池由一种或多种化学溶液组成，其中插入两根称为电极的金属棒。每一电极上都进行特殊的化学反应，电子不是被释出就是被吸收。一个电极上的电势比另一个电极上的大，因此，如果这两个电极用一根导线连接起来，电子就会通过导线从一个电极流向另一个电极。这样的电子流就是电流，只要电池中进行化学反应，这种电流就会继续下去。手电筒的电池是这种电池的一个例子。在某些情况下，当一个电池用完了以后，人们迫使电流返回流入这个电池，电池内会反过来发生化学反应，因此，电池能够贮存化学能，并用于再次产生电流。汽车里的蓄电池就是这种可逆电池的一个例子。在一个电池里，浪费的化学能要少得多，因为其中只通过一个步骤就将化学能转变为电能。然而，电池中的化学物质都是非常昂贵的。锌用来制造手电筒的电池。如果你试图使用足够的锌或类似的金属来为整个城市准备电力，那么，一天就要花成本费数十亿美元。

燃料电池是一种把燃料和电池两种概念结合在一起的装置。它是一种电池，但不需用昂贵的金属而只用便宜的燃料来进行化学反应。这些燃料的化学能也通过一个步骤就变为电能，比通常通过两步方式的能量损失少得多。于是，可以为人类提供的电量就大大地增加了。

目前，燃料电池按电解质划分已有6个种类得到了发展，即碱性燃料电池（Alkaline Fuel Cell,AFC）、磷酸盐型燃料电池（Phosphoric Acid Fuel Cell,PAFC）、熔融碳酸盐型燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell,MCFC）、固体氧化物型燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）、固体聚合物燃料电池（Solid Polymer Fuel Cell,SPFC,又称为质子交换膜燃料电池，Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）、及生物燃料电池（BEFC）。按工作温度它们又分为高、中、低温型燃料电池。工作温度从室温到373K(100℃)的为常温燃料电池，如SPFC；工作温度在373K(100℃)～573K(300℃)之间的为中温燃料电池，如PAFC；工作温度在873K(600℃)以上的为高温燃料电池，如MCFC和SOFC。

燃料电池实质上是以控制氢弹爆炸的观念设计，太空船上的燃料电池是用来聚集星际旅行之间的氢气所产生的能量之用。太空船的太阳能板所聚集的电磁和太阳能将会转换成电能，而电能会用来慢慢地将存放在燃料电池内的氢置换成燃料。燃料电池也内含了一小部份受控制量的可进行核分裂的物质，这些物质依序用来与氢核进行核反应。核反应在燃料电池内进行，在太空旅程中提供高能量并加速离子引擎来推进太空船。在最后的旅程阶段，燃料电池提供了燃料火箭动力所需的氢。这整个过程受控在强大的电磁下，它能提供能量并且避免过量的能量外泄导致反应炉核心融毁。核反应的一项副产物——热能，则被燃料电池的外壁吸收并转换成供给电脑、维生系统和其他必要功用的电能。

经过多年的探索，最有望用于汽车的是质子交换膜燃料电池。它的工作原理是：将氢气送到负极，经过催化剂（铂）的作用，氢原子中两个电子被分离出来，这两个电子在正极的吸引下，经外部电路产生电流，失去电子的氢离子（质子）可穿过质子交换膜（即固体电解质），在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获得，只要不断给负极供应氢，并及时把水（蒸汽）带走，燃料电池就可以不断地提供电能。 

世界上最小的燃料电池——直径只有3毫米

美国科学家最近研制出世界上最小的燃料电池，这种电池的直径只有3毫米，可以产生0.7伏的电压并能持续供电30个小时，这种燃料电池可以在不消耗电的情况下发电，它由四个部分组成。上一层是储水池，下层是一个装有金属氢化物的燃料堂，中间以一层薄膜隔开，在金属氢化物的燃料堂下放，还有一组电极。薄膜上还有许多小孔，使得储水池中的水分子可以以水蒸气的形式进入燃料堂，水分子进入燃料堂后，与金属氢化物发生生化学反应幷产生氢气。氢气随之会充满整个燃料堂，幷向上冲击薄膜。阻止水流继续流入，然后氢气会在燃料堂下层的电极处发生化学反应，形成电流。

新电池体积非常的小，规模为 3x3x1毫米。而且没有重力。其表现张力可以控制水流，这意味着即使处于移动的旋转状态下，也能够很好的工作。因此它最适用于一些小电器。现在，这种电池可以产生0.7伏电压和一毫安电流，电燃料可以持续30小时左右。