燃料電池的工作原理是什么?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-05-20 14:32
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人們常用的普通電池有堿性干電池、鉛酸蓄電池、鎳氫電池和鋰離子電池等。燃料電池和普通電池相比,既有相似,又有很大的差異。它們有著相似的發(fā)電原理,在結構上都具有電解質,電極和正負極連接端子。二者的不同之處在于,燃料電池不是一個儲存電能的裝置,實際上是一種發(fā)電裝置,它所需的化學燃料也不儲存于電池內部,而是從外部供應。在燃料電池中,反應物燃料及氧化劑可以源源不斷地供給電極,只要使電極在電解質中處于分隔狀態(tài),那么反應產物可同時連續(xù)不斷地從電池排出,同時相應連續(xù)不斷地輸出電能和熱能,這便利了燃料的補充,從而電池可以長時間甚至不間斷地工作。人們之所以稱它為燃料電池,只是由于在結構形式上與電池有某種類似:外特性像電池,隨負荷的增加,它的輸出電壓下降。
燃料電池實際上是一個化學反應器,它把燃料同氧化劑反應的化學能直接轉化為電能。它沒有傳統(tǒng)發(fā)電裝置上的原動機驅動發(fā)電裝置,也沒有直接的燃燒過程。燃料和氧化劑從外部不斷輸入,它就能不斷地輸出電能。它的反應物通常是氫和氧等燃料,它的副產品一般是無害的水和二氧化碳。燃料電池的工作不只靠電池本身,還需要燃料和氧化劑供應及反應產物排放等子系統(tǒng)與電池堆一起構成完整的燃料電池系統(tǒng)。燃料電池可以使用多種燃料,包括氫氣、碳、一氧化碳以及比較輕的碳氫化合物,氧化劑通常使用純氧或空氣。它的基本原理相當于電解反應的逆向反應,即水的合成反應。燃料及氧化劑在電池的陰極和陽極上借助催化劑的作用,電離成離子,由于離子能夠通過二電極中間的電解質在電極間遷移,在陰電極、陽電極間形成電壓。當電極同外部負載構成回路時,就可向外供電(發(fā)電)。
















