燃料電池工作原理
目前車輛行業(yè)界的一個(gè)共識：電動(dòng)車輛、乃至所有“清潔能源汽車”的終極技術(shù)目標(biāo)，就是燃料電池?！　∪剂想姵厥菍⑺┤剂系幕瘜W(xué)能直接變換為電能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置，是通過連續(xù)供給燃料從而能連續(xù)獲得電力的發(fā)電裝置。由于其具有發(fā)電效率高，適應(yīng)多種燃料和環(huán)境特性好等優(yōu)點(diǎn)，近年來已在積極地進(jìn)行開發(fā)?！　∫罁?jù)電解質(zhì)的不同，燃料電池分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸型燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)及質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)等?！　∪剂想姵夭皇芸ㄖZ循環(huán)限制，能量轉(zhuǎn)換效率高，潔凈、無污染、噪聲低，模塊結(jié)構(gòu)、積木性強(qiáng)、比功率高，既可以集中供電，也適合分散供電?！　』窘Y(jié)構(gòu)與工作原理：　　(1)燃料電池　　燃料電池從本質(zhì)上說是一種電化學(xué)裝置，其基本組成與一般電池相同?！　閷?shí)現(xiàn)較大功率的輸出，燃料電池通常由若干“單體電池”組成。與普通電池類似，單體燃料電池是由正負(fù)兩個(gè)電極(負(fù)極即燃料電極，正極即氧化劑電極)以及電解質(zhì)組成。　　不同的是一般電池的活性物質(zhì)貯存在電池內(nèi)部，因此，限制了電池容量。而燃料電池的正、負(fù)極本身不包含活性物質(zhì)，只是個(gè)催化轉(zhuǎn)換元件。因此燃料電池是名符其實(shí)的把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器。電池工作時(shí)，燃料和氧化劑由外部供給，進(jìn)行反應(yīng)。原則上只要反應(yīng)物不斷輸入，反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出，燃料電池就能連續(xù)地發(fā)電?！　∠旅嬉詺?氧燃料電池為例來說明燃料電池的基本工作原理?！　‰娪n水的逆過程。電極應(yīng)為：　　負(fù)極： H2 + 2OH- →2H2O + 2e-　　正極： 1/2O2 + H2O + 2e- →2OH-　　電池反應(yīng)：H2 + 1/2O2==H2O　　另外，只有燃料電池本體還不能工作，必須有一套相應(yīng)的輔助系統(tǒng)，包括反應(yīng)劑供給系統(tǒng)、排熱系統(tǒng)、排水系統(tǒng)、電性能控制系統(tǒng)及安全裝置等?！　∪剂想姵赝ǔＳ尚纬呻x子導(dǎo)電體的電解質(zhì)板和其兩側(cè)配置的燃料極(陽極)和空氣極(陰極)、及兩側(cè)氣體流路構(gòu)成，氣體流路的作用是使燃料氣體和空氣(氧化劑氣體)能在流路中通過。　　在實(shí)用的燃料電池中因工作的電解質(zhì)不同，經(jīng)過電解質(zhì)與反應(yīng)相關(guān)的離子種類也不同。PAFC和PEMFC反應(yīng)中與氫離子(H+)相關(guān)，發(fā)生的反應(yīng)為：　　燃料極：H2 =2H+ + 2e- (1)　　空氣極：2H+ + 1/2O2 +2e-= H2O (2)　　全體：H2+1/2O2 = H2O (3)　　在燃料極中，供給的燃料氣體中的H2 分解成H+ 和e- ，H+ 移動(dòng)到電解質(zhì)中與空氣極側(cè)供給的O2發(fā)生反應(yīng)。e-  經(jīng)由外部的負(fù)荷回路，再反回到空氣極側(cè)，參與空氣極側(cè)的反應(yīng)。一系例的反應(yīng)促成了e-  不間斷地經(jīng)由外部回路，因而就構(gòu)成了發(fā)電。并且從上式中的反應(yīng)式(3)可以看出，由H2 和O2 生成的H2O ，除此以外沒有其他的反應(yīng)，H2  所具有的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成了電能。但實(shí)際上，參與電化學(xué)反應(yīng)的電極存在一定的電阻，電流通過時(shí)會(huì)引起了部分熱能產(chǎn)生，由此減少了轉(zhuǎn)換成電能的比例。　　(2)燃料電池電動(dòng)車的系統(tǒng)組成　　組成燃料電池電動(dòng)車的動(dòng)力系統(tǒng)有三個(gè)關(guān)鍵零組件，即　?、僦亟M器(reformer)：將甲醇、汽油等液體燃料重組為富氫氣(hydrogen-rich)氣體燃料，提供予燃料電池反應(yīng)。　?、谌剂想姵?fuel cell  stack)：燃料電池是燃料電池電動(dòng)車的動(dòng)力源，其提供氫氣與空氣中的氧氣反應(yīng)并產(chǎn)生電流與電壓，同時(shí)產(chǎn)生廢熱(水)等副產(chǎn)物。　?、垭娏D(zhuǎn)換器(inverter/converter)：將燃料電池產(chǎn)生的電力轉(zhuǎn)換為直流電或交流電，或具備升壓或降壓以調(diào)整電力輸出。充電器的養(yǎng)護(hù)方法如今，電池的應(yīng)用在我們生活中到處可見，因此，充電器在我們的生活中也不知不覺的成了不可或缺的角色，可是，我們經(jīng)常會(huì)遇到諸如此類問題，充電器發(fā)熱，充電器不能給電池充電，充電器用不了多久就壞了.......因此，我們有必要對充電器也進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，那么我們?nèi)绾勿B(yǎng)護(hù)充電器呢?下面介紹幾種方法供參考：　　1、防水防潮。作為電子產(chǎn)品，不小心進(jìn)水或者長時(shí)間不用時(shí)暴露在潮濕的空氣中，都會(huì)對其內(nèi)部的電子元件造成不同程度的腐蝕或氧化?！　?、防摔防震。手機(jī)充電器其實(shí)是一個(gè)脆弱的部件，內(nèi)部元器件經(jīng)不起摔打。尤其要防止在使用過程中不小心落地。不要扔放、敲打或震動(dòng)充電器。粗暴地對待充電器會(huì)毀壞內(nèi)部電路板　　3、防烈性化學(xué)制品。不要用烈性化學(xué)制品、清洗劑或強(qiáng)洗滌劑清洗充電器。清除充電器外觀污漬可用棉花沾少量無水酒精擦洗。　　4、清洗時(shí)放靜電。定期清潔充電器和充電接口。清理時(shí)，要用一塊濕布，或者一件抗靜電布。切勿使用干燥布(靜電電荷)!　　5、防冷防熱。不要將充電器放在溫度過高的地方。高溫會(huì)縮短電子器件的壽命，毀壞充電器，使有些塑料部件變形或熔化。也不要將充電器存放在過冷的地方。當(dāng)充電器在過冷的環(huán)境工作時(shí)，內(nèi)部溫度升高時(shí)，充電器內(nèi)會(huì)形成潮氣，毀壞電路板。