氢燃料电池

基本原理

　　氢燃料电池发电的基本原理是电解水的逆反应，燃料电池的产物是电和水。具体反应过程为：电池阳极上的氢在催化剂作用下分解为质子和电子，带阳电荷的质子穿过隔膜到达阴极，带阴电荷的电子则在外部电路运行，从而产生电能。在阴极上的氧离子在催化剂作用下和电子、质子化合反应成水。电池组通过像这样大量串联的燃料电池，就可以产生足够的电能来驱动汽车。

　　氢燃料电池与普通电池的区别主要在于：干电池、蓄电池是一种储能装置，是把电能贮存起来，需要时再释放出来；而氢燃料电池严格地说是一种发电装置，像发电厂一样，是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。

特点

　　( 1 ) 无污染。燃料 电池对环 境无污染。它是通过 电化学反应 ， 而不是采用燃烧( 汽、柴油)或储能( 蓄电池) 方式——最典型的传统后备 电源方案。燃烧会释放象COx、NOx、S Ox气体和粉尘等污染物。如上所述， 燃料电池只会产生水和热。如果 氢是通过可再生能源产生的( 光伏电池板、风能发电等) ， 整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。

　　( 2 ) 无噪声。燃料电池运行安静， 噪声大约只有5 5 d B， 相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装， 或是在室外对噪声有限制的地方。

　　( 5 ) 高效率。燃料电池的发电效率可以达到5 0 ％以上， 这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学能转换为电能， 不需要经过热能和机械‘ H a ( 发电机) 的中间变换。

应用

　　20世纪60年代，氢燃料电池就已经成功地应用于航天领域。往返于太空和地球之间的“阿波罗”飞船就安装了这种体积小、容量大的装置。进入70年代以后，随着人们不断地掌握多种先进的制氢技术，很快，氢燃料电池就被运用于发电和汽车。

　　大型电站，无论是水电、火电或核电，都是把发出的电送往电网，由电网输送给用户。但由于各用电户的负荷不同，电网有时呈现为高峰，有时则呈现为低峰，这就会导致停电或电压不稳。另外，传统的火力发电站的燃烧能量大约有70%要消耗在锅炉和汽轮发电机这些庞大的设备上，燃烧时还会消耗大量的能源和排放大量的有害物质。而使用氢燃料电池发电，是将燃料的化学能直接转换为电能，不需要进行燃烧，能量转换率可达60%～80%，而且污染少、噪音小，装置可大可小，非常灵活。

　　氢的化学特性活跃，它可同许多金属或合金化合。某些金属或合金吸收氢之后，形成一种金属氢化物，其中有些金属氢化物的氢含量很高，甚至高于液氢的密度，而且该金属氢化物在一定温度条件下会分解，并把所吸收的氢释放出来，这就构成了一种良好的贮氢材料。

　　随着制氢技术的发展，氢燃料电池离我们的生活越来越近。到那时，氢气将像煤气一样通过管道被送入千家万户，每个用户则采用金属氢化物的贮罐将氢气贮存起来，然后连接氢燃料电池，再接通各种用电设备。它将为人们创造舒适的生活环境，减轻繁重的生活事务。但愿这种清洁方便的新型能源－－氢燃料电池早日在人们日常生活中 。