燃料電池的組成


燃料電池本質(zhì)上是水電解的一個(gè)逆裝置。在燃料電池中，氫和氧通過化學(xué)反應(yīng)生成水，并放出電能。燃料電池基本結(jié)構(gòu)主要由陽(yáng)極、陰極和電解質(zhì)3部分組成。通常，陽(yáng)極和陰極上都含有一定量的催化劑，加速電極上的電化學(xué)反應(yīng)。兩極之間是電解質(zhì)，電解質(zhì)可分為堿性型、磷酸型、固體氧化物型、熔融碳酸鹽型和質(zhì)子交換膜型等五大類型。以H2/O2燃料電池為例(圖1-1)：H2進(jìn)入燃料電池的陽(yáng)極部分，陽(yáng)極上的鉑層將氫氣轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子。中間的電解質(zhì)僅允許質(zhì)子通過到達(dá)燃料電池的陰極部分。電子則通過外線路流向陰極形成電流。氧氣進(jìn)入燃料電池的陰極和質(zhì)子，電子相結(jié)合生成水[4]。

燃料電池主要特點(diǎn)如下：

(a)能量轉(zhuǎn)化效率高。燃料電池能量轉(zhuǎn)化過程不受卡諾循環(huán)的限制，理論上最大效率可達(dá)80%以上，實(shí)際工作效率受極化現(xiàn)象等影響在40%~60%。


(b)清潔無污染。以純氫為燃料時(shí)，產(chǎn)物只有水，幾乎不產(chǎn)生有害物質(zhì)。富氫氣體為燃料進(jìn)行脫硫除氮工作，幾乎不排放硫氧化物和氮氧化物。


(c)工作噪音低。運(yùn)動(dòng)部件非常少，因此其工作噪音很小，十分安靜。


(d)部件少，可靠性及維護(hù)性好?？梢宰鳛楦鞣N不間斷電源和應(yīng)急電源使用。