氢氧燃料电池原理及应用 _燃料

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氢燃料电池就是氢氧燃料电池，只是氢燃料电池并没有表明其阳极燃料是什么，下面我们一起来看看氢氧燃料电池原理及应用。

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氢氧燃料电池的原理及应用
氢燃料电池原理简介
氢燃料电池是将氢、氧等燃料转化为水，通过电解水的逆反应释放能量的一种材料。氢位于阴极，氧位于阳极，电解质位于电池内部。化学能通过这种化学反应转化为电能。因为它的排放物是水，没有其他污染排放物，所以通常被称为绿色燃料氢经济。由于其低噪声、高效率，已被广泛应用于航天能源、汽车能源等领域
氢燃料电池原理
我们常见的干电池和蓄电池都是储能装置，在需要的时候可以释放其内部能量来满足需求；氢燃料电池是一种能量转换装置，也是一种发电装置，在需要的时候可以提供氢气和氧气进行能量转换，燃料电池通过将它们转化为水并排出来释放能量。为了提高氢燃料电池的能量转换效率，电极通常由特殊的多孔材料制成，以增加气体和电解质之间的接触面积，并在电池的化学反应中起催化作用。

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【氢氧燃料电池原理及应用】氢燃料电池的原理和特点
1、无污染
氢燃料电池的化学反应是2H2+O2==2H2O 。以氢气和氧气为原料，只能生产水和能源，对环境没有污染。
2.没有噪音
在燃料电池通过化学反应将化学能转化为电能的过程中，严格来说是没有噪音的，但是噪音很低，不会对人造成很大影响，只有55dB左右。适用于室内或有噪声要求的场所。
3.高效率
由于化学能不需要热能和机械能的中间转化，直接转化为电能，其发电效果可以达到50%以上，相当高。
氢氧燃料电池的分类氢氧燃料电池根据电池结构和工作模式分为三种:离子膜、培根型和石棉膜。1.离子膜氢氧燃料电池:以阳离子交换膜为电解质的酸性燃料电池，现代使用全氟磺酸膜。当电池放电时，水在氧电极处产生，并通过芯吸出。这种电池常温工作，结构紧凑，重量轻，但离子交换膜内阻大，放电电流密度小。2.培根燃料电池:属于碱性电池。氢氧电极为双层多孔镍电极(内外孔径不同)，铂为催化剂。电解液为80% ~ 85%的苛性钾溶液，室温下为固体，电池工作温度(204 ~ 260℃)为液体。这种电池能量利用率高，但是耗电大，所以启动和停止时间长(启动24小时，停止17小时) 。3.石棉膜燃料电池:也是碱性电池。氢电极是由多孔镍片与铂和钯催化剂制成，氧电极是多孔银片，含35%苛性钾溶液的石棉膜夹在两个电极之间，然后将开槽镍片压在两个板上作为集电器，形成气室，封装成单个电池。放电时，氢电极侧产生的水可以通过循环氢排出，也可以采用静态排水的方法。这个电池启动时间只有15分钟，可以瞬间停止。比磷酸铁锂电池更环保。
阳极是氢电极，阴极是氧电极。通常，阳极和阴极都含有一定量的催化剂来加速电极上的电化学反应。两极之间是电解质。

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以质子交换膜燃料电池(PEMFC)为例，其工作原理如下:
(1)氢气通过管道或气体导流板到达阳极；
(2)在阳极催化剂的作用下，一个氢分子离解成两个氢质子，释放出两个电子。阳极反应如下:
H2→2H++2e .
(3)在电池的另一端，氧气(或空气)通过管道或气体导板到达阴极。在阴极催化剂的作用下，氧分子和氢离子与通过外电路到达阴极的电子反应生成水，阴极反应为1/2oo 2+2H++ 2e→H2O
总化学反应是H2+1/2 O2 = H2O
电子在外部电路中形成直流电。因此，只要氢和氧被连续供应到燃料电池的阳极和阴极，电能就可以被连续输出到外部电路的负载。
3PEMFC的特点及研发现状
燃料电池种类繁多，PEMFC因其工作温度低、启动快、能量密度高、使用寿命长等优点，特别适合作为便携式电源、机动车电源和中小型发电系统。
PEMFC发电机由主体及其附属系统组成。除了上述核心单元之外，主体结构还包括用于在堆叠单个电池时防止蒸汽和水泄漏的密封件，以及压缩每个单个电池所需的紧固件等。辅助系统包括燃料和氧化剂储存和循环单元、电池湿度和温度调节单元、功率转换单元和系统控制单元。图2是典型的PEMFC发电系统的示意图。