燃料电池的工作原理及特点介绍
来源：宝鄂实业
2021-08-03 15:52
点击量：次
燃料电池是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。单体燃料电池是由正负两个电极(负极即燃料电极，正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是，一般电池的活性物质贮存在电池内部，电池容量因此受到限制。而燃料电池的正、负极本身不蕴含活性物质，只是个催化转换元件。因此燃料电池是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，发生反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物就不断排出，燃料电池就能连续发电。这里以氢-氧燃料电池为例说明燃料电池的基本工作原理，图1是组成氢-氧燃料电池的基本单元示意图。其阳极为氢电极，阴极为氧电极。
通常，阳极和阴极上都含有一定量的催化剂，目的是用来加速电极上发生的电化学反应。燃料电池的工作原理如下。
与此同时，电子在外电路的连接下形成电流，通过适当连接可以向负载输出电能。当然，惟有燃料电池本体还不能工作，非得有一套相应的辅助系统，包括反应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等。
由于燃料电池能将燃料的化学能笔直转化为电能，综合了常规电池和内燃机的优势，克服了它们的缺点，因此具有特殊的生命力。综合起来，它具有以下优势。
①由于燃料电池的工作原理是建立在电化学理论之上，不受热机效率的限制，所以其效率是内燃机效率的2～3倍。
②参与的化学反应是氢(燃料)和氧(空气)，生成物是水，所以完全没有污染。
③它不同于常规电池，燃料电池是一种发电装置、能量转换装置，而不是能量存储装置，所以不需要充电，运行时间长。
④燃料电池的工作没有机械运动，所以不会萌生噪音。
⑤燃料电池的电极和一般电池的电极不同，它只是化学反应的场所和电流的通道，并不参与化学反应，因此没有电极损耗，工作可靠、寿命长，一般可达5万～10万小时。
⑥燃料电池除了可用氢气作燃料外，还可用天然气、煤气，甲醇等作燃料，因而其燃料具有多样性。
⑦由于采用模块化结构，燃料电池发电装置可依据所需发电规模由多个单电池包合而成，电池包的组装和维护都非常方便，因而可靠性较高。由于燃料电池具有以上优势，尤其是无污染，因此受到世界各国的广泛重视。在21世纪，燃料电池必将部分取代内燃机和常规电池，成为能源工业的一支新军。目前，有关燃料电池燃料与供应系统的研究开发已成为众多相关学科与技术范畴的一个重大课题。
声明： 本网站所发布的文章，均来自于互联网，如有侵权，请联系删除。
