淺析燃料電池的工作原理

燃料電池的工作原理是目前汽車行業(yè)的共識:電動車和所有l(wèi)dquo;清潔能源汽車;最終的技術目標是燃料電池。燃燒

燃料電池的工作原理

目前汽車行業(yè)的共識是:電動汽車，以及所有的“清潔能源汽車”。最終的技術目標是燃料電池。燃料電池是將燃料的化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換裝置。由于其發(fā)電效率高、燃料適應性強、環(huán)境特性好等優(yōu)點，近年來得到了積極的發(fā)展。根據(jù)電解質(zhì)的不同，燃料電池可分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)。燃料電池不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)換效率高，清潔無污染，噪音低，模塊結構強，積木式，比功率高，既可以集中供電，又適合分散供電?；窘Y構和工作原理:(1)燃料電池燃料電池本質(zhì)上是一種與普通電池基本成分相同的電化學裝置。為了實現(xiàn)高功率輸出，燃料電池通常有幾種。單電池“組成。像電池一樣，一個燃料電池由兩個電極(負極，燃料電極，正極，氧化劑電極)和電解質(zhì)組成。不同的是，普通電池的活性物質(zhì)儲存在電池內(nèi)部，從而限制了電池的容量。然而，燃料電池本身的正極和負極并不含有活性物質(zhì)，只是催化轉(zhuǎn)化元素。所以燃料電池實際上是把化學能轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換機器。當電池工作時，燃料和氧化劑被供應到外部進行反應。原則上，只要反應物不斷進來，產(chǎn)物不斷出來，燃料電池就能持續(xù)發(fā)電。下面以氫氧燃料電池為例，說明燃料電池的基本工作原理。水和電的反向過程。電極:負電極:H2 + 2哦-→2水+ 2雌激素陽性電極:1/2 o2 +水+ 2 e -→2 oh-battery反應:H2 o2 + 1/2 = = H2O此外,只有燃料電池本身不能工作,必須有一個相應的輔助系統(tǒng),包括反應劑供應系統(tǒng),除熱系統(tǒng),排水系統(tǒng),電氣控制系統(tǒng)性能和安全裝置等。燃料電池通常由構成離子導體的電解質(zhì)板、燃料電極(正極)和空氣電極(負極)以及氣體流路(正極)組成。在實際的燃料電池中，通過電解液并與反應相關的離子的類型因所用電解液的不同而不同。PAFC之間的反應和質(zhì)子交換膜燃料電池與氫離子(H +)和反應發(fā)生如下:燃料電極:H2 = 2 H + + 2 E -(1)空氣電極:2 H + + 1/2O2 + 2 E - =水(2)E -通過外部負載循環(huán),并返回到空氣、參與反應的空氣側。一系列的反應使電流不間斷地通過外部回路，從而構成了電流的產(chǎn)生。由上式(3)可知，H2和O2生成的H2O沒有其他反應，H2的化學能轉(zhuǎn)化為電能。但實際上，參與電化學反應的電極具有一定的電阻，當電流通過時，會引起一些熱量的產(chǎn)生，從而減少電能的轉(zhuǎn)化。(2)燃料電池電動車動力系統(tǒng)由三個關鍵部件組成，即轉(zhuǎn)化裝置:將甲醇、汽油等液體燃料重新組合成富氫氣體燃料，提供給燃料電池反應。(2)燃料電池堆:燃料電池是燃料電池電動車的動力源，它在空氣反應中提供氫氣和氧氣，產(chǎn)生電流和電壓，同時產(chǎn)生余熱(水)等副產(chǎn)品。(3)制做/變流器:將燃料電池轉(zhuǎn)換成直流電或交流電，或通過升壓或降壓來調(diào)節(jié)功率輸出。