燃料电池原理及发展（燃料电池的主要原理是什么）

1、燃料电池技术：燃料电池的主要原理是什么？，下面我们就来聊聊关于燃料电池原理及发展?接下来我们就一起去了解一下吧!

燃料电池原理及发展

1、燃料电池技术：燃料电池的主要原理是什么？

燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的发电装置。

燃料电池的原理是电化学装置，其组成与一般电池相同。单体电池由正负极（负极为燃料极，正极为氧化剂极）和电解质组成。不同的是，一般电池的活性物质都储存在电池内部，因此电池容量是有限的。燃料电池的正负极本身不含活性物质，只是一种催化转化元件。因此，燃料电池是名副其实的将化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外界供给并发生反应。原则上，只要不断输入反应物，不断消除反应产物，燃料电池就可以持续发电。这里以氢氧燃料电池为例，说明氢氧燃料电池的反应原理。该反应是电解水的逆过程。电极应为： 负极：H2 2OH-→ 2e-燃料电池的核心技术。

正极：1/-→2OH-

电池反应：/2O2==

另外，只有燃料电池本体不能工作，必须有一套相应的辅助系统，包括反应物供应系统、排热系统、排水系统、电气性能控制系统和安全装置等。

燃料电池通常由形成离子的电解质板组成导体，燃料极（阳极）和空气极（阴极）布置在两侧，气体流道在两侧。气体流道的作用是使燃料气体和空气（氧化剂气体）能在流道内通过。 燃料电池实验排气的目的。

2、燃料电池技术：燃料电池的概念是什么

燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的化学装置，又称电化学发电机。是继水电、火电、原子能之后的第四种发电技术。由于燃料电池通过电化学反应将燃料化学能中的吉布斯自由能转化为电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高；此外，燃料电池同时使用燃料和氧气，没有机械传动部件，因此没有噪音材料，排放的有害气体极少；声污染。这说明，从节能和生态环境保护的角度来看，燃料电池是最有前途的发电技术。 （福建延安集团是清洁能源解决方案提供商，致力于氢燃料电池产业化的企业。亚晓南为您解答--）

3．燃料电池技术：燃料电池的技术原理

燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的发电装置。

燃料电池的原理是电化学装置，其组成与一般电池相同。单体电池由正负极（负极为燃料极，正极为氧化剂极）和电解质组成。不同的是，一般电池的活性物质都储存在电池内部，因此电池容量是有限的。燃料电池的正负极本身不含活性物质，只是一种催化转化元件。因此，燃料电池是名副其实的将化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外界供给并发生反应。原则上，只要不断输入反应物，不断消除反应产物，燃料电池就可以不断发电。这里以氢氧燃料电池为例，说明氢氧燃料电池的反应原理。该反应是电解水的逆过程。电极应为：负极：H2 2OH-→ 2e-

正极：1/2O2 2e-→2OH-氢能源燃料电池技术。

电池反应：H2 1/2O2==

另外，只有燃料电池主体还不能工作，还必须有一套相应的辅助系统，包括反应物供应系统、排热系统、排水系统、电气性能控制系统和安全装置。 燃料电池技术现状。

燃料电池通常由形成离子导体的电解质板、布置在两侧的燃料电极（阳极）和空气电极（阴极）以及两侧的气体流路组成。气体流道的作用是使燃料气体和空气（氧化剂气体）能在流道内通过。

在实际燃料电池中，由于工作的电解液不同，通过电解液进行反应的离子种类也不同。 PAFC 和 PEMFC 之间的反应与氢离子 (H ) 有关。发生的反应为：燃料电池最新技术。

燃料电极：H2==2H 2e- (1)

空气电极：2H 1/2O2 2e- ==(2)日本燃料电池技术。

总体：H2 1/2O2==(3)

氢氧燃料电池组成及反应循环图

在燃料极中，供入的燃料气体中的H2分解为H ，e-、H 进入电解液并发生反应O2 从空气电极侧供给。 e-通过外部负载电路返回空气极侧，参与空气极侧的反应。一系列反应的例子导致e-不间断地通过外电路，从而构成发电。并且从上式中的反应式（3）可以看出，除了H2和O2产生的反应外，没有其他反应，H2的化学能转化为电能。但实际上，伴随着电极的反应存在一定的电阻，会导致产生部分热能，从而降低转化为电能的比例。引起这些反应的一组电池称为模块，产生的电压通常小于一伏。因此，为了获得大的输出，需要采用元件的多层堆叠的方法来获得高压堆叠。部件之间的电气连接以及燃料气体与空气之间的分离由所谓的分离器制成，其上侧和下侧具有气体流路。 PAFC和PEMFC的隔板是由碳材料制成的。电堆的输出由总电压和电流的乘积决定，电流与电池中的反应面积成正比。

PAFC的电解质是浓磷酸水溶液，而PEMFC的电解质是质子导电聚合物膜。电极均使用碳多孔体。为了促进反应，使用Pt作为催化剂。燃气中的一氧化碳会引起中毒，降低电极性能。为此，在 PAFC 和 PEMFC 应用中必须限制燃料气中 CO 的含量，特别是对于在低温下工作的 PEMFC。

磷酸燃料电池的基本组成及反应原理为：燃气或城市煤气加入水蒸气后送入重整炉，使燃料转化为H2、CO和水蒸气、CO和水的混合物在置换中进一步反应催化剂在容器中转化为 H2 和 CO2、经过这种处理的燃料气体进入燃料堆的阳极（燃料极），同时将氧气输送到燃料堆的阳极（空气极）进行化学反应，并与燃料迅速产生电能和热能。催化剂的帮助。 燃料电池技术讲什么。

与PAFC和PEMFC相比，高温燃料电池MCFC和SOFC不需要催化剂。以CO为主要成分的煤气化气可直接用作燃料，且易于利用其优质尾气形成联合循环发电。 .

MCFC的主要组成部分。包含与电极反应相关的电解质（通常是与锂和钾混合的碳酸盐）和连接上下电极的两个电极板（燃料电极和空气电极），以及用于循环燃料气体和氧化剂气体的气体。在两个电极之外。电芯、电极夹等，电解液在MCFC的工作温度约~℃下为熔融状态的液体，形成离子导体。电极为镍基多孔体，气室由耐腐蚀金属构成。 燃料电池汽车技术。

MCFC的工作原理。空气极的O2（空气）和CO2与电结合产生-（碳酸根离子），电解质向-燃料极侧移动，与H 结合作为燃料供给，放出e-，在同时产生CO2、化学反应式如下： 国内氢燃料电池技术最先进的公司。

燃料电极：H2 -== CO2 2e-(4)

空气电极：CO2 1/2O2 2e-==-(5)

总体: H2 1/2O2==(6)

在该反应中，e-与PAFC中的相同。从燃料极放电，通过外电路返回空气极，e-在外电路中燃料电池的不间断流动，实现了燃料电池的发电。另外，MCFC最大的特点就是必须有对反应有贡献的离子。因此，供给的氧化剂气体必须含有二氧化碳气体。此外，还开发了一种方法，将催化剂填充到电池中，使天然气的主要成分 CH4 在电池内部发生改性，在电池内部直接生成 H2、当燃料为煤气时，其主要成分CO与H2反应，因此CO可等效用作燃料。为了获得更大的产量，隔板通常由镍和不锈钢制成。 燃料电池的关键技术。

SOFC主要由陶瓷材料组成。电解液通常采用ZrO2（氧化锆），作为稳定的YSZ（稳定的氧化锆）构成O2-（氧化钇）的导体。在电极中，燃料电极采用Ni和YSZ复合多孔体形成金属陶瓷，空气电极采用LaMnO3（镧锰氧化物）。隔板使用 LaCrO3（镧铬氧化物）。为了避免由于电池形状不同导致电解液之间热膨胀差异导致的裂纹，已经开发了在较低温度下运行的 SOFC。除了电池的形状与其他燃料电池的平板型相同外，还有为避免应力集中而开发的圆柱型。 SOFC的反应式如下：

燃料电极：H2 O2-== 2e-(7)

空气电极：1/2O2 2e-==O2-(8)

总体: H2 1/2O2==(9)燃料电池的关键技术有哪些。

在燃料电极中，H2穿过电解液并与O2-反应生成e-。空气电极从 O2 和 e- 生成 O2-。与其他燃料电池一样，整体由 H2 和 O2 产生。在 SOFC 中，由于是高温工况，可以通过将天然气的主要成分 CH4 改性为 H2 直接在内部使用，无需其他催化剂的作用，而煤气的主要成分 CO可直接用作燃料。