氫燃料電池構造_氫燃料電池的分類

2020-11-24 電子發燒友

氫燃料電池構造_氫燃料電池的分類

網絡整理 發表於 2020-03-24 09:08:43

　　氫燃料電池構造

　　氫燃料電池的主要結構包括電極、隔膜與集電器等。電極和一般電池一樣，也分為陽極和陰級。隔膜的主要作用是把氧化劑和還原劑隔開。集電器主要起到收集電流和疏導反應氣體等作用。

　　氫燃料電池發電原理：氫燃料電池發電時，電池陽極上的氫會分解出電子和質子，質子會穿過隔膜達到陰極，而電子則在外部電路運行，從而產生電能。在陰極氫和氧會生成水。而只要有持續的氫氣和氧氣供應，並將反應生成的水排出去，燃料電池就能夠持續提供電能。

　　氫燃料電池的分類

　　按氫燃料電池的運行機理分。分為酸性燃料電池和鹼性燃料電池；按電解質的種類不同，有酸性、鹼性、熔融鹽類或固體電解質：鹼性氫燃料電池（AFC）、質子交換膜氫燃料電池（PEMFC）、磷酸氫燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽氫燃料電池（MCFC）、固體氧化物氫燃料電池（SOFC）。

　　氫燃料電池按其工作溫度不同，把鹼性燃料電池（AFC，100℃）固體高分子型質子交換膜燃料電池（PEMFC，100C以內）和磷酸型燃料電池（PAFC，200℃）稱為低溫燃料電池；把熔融碳酸鹽型燃料電池（MCFC，650℃）和固體氧化型燃料電池（SOFC，1000℃）稱為高溫燃料電池。

　　在可再生能源的氫儲能應用中，重點關注使用純氫作為燃料的固體高分子型質子交換膜燃料電池（PEMFC）。它具有高功率密度、高能量轉換效率、低溫啟動、環保等優點。

　　氫燃料電池可依據其工作溫度、所用燃料的種類和電解質類型進行分類。按照工作溫度，燃料電池可分為高、中、低溫型三類。按燃料來源，燃料電池可分為直接式燃料電池（如直接甲醇燃料電池），間接式燃料電池（如甲醇通過重整器產生氫氣，然後以氫氣為燃料電池的燃料）和再生類型進行分類。依據電解質的不同，可將燃料電池分為鹼性燃料電池（AFC）、磷酸型燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）及質子交換膜燃料電池（PEMFC）等。

　　燃料電池應用領域

　　氫燃料電池離我生活越來越近。隨著制氫技術的發展，氫氣將像煤氣一樣通過管道被送入千家萬戶，每個用戶則採用金屬氫化物的貯罐將氫氣貯存起來，然後連接氫燃料電池，再接通各種用電設備。將為人們發明舒適的生活環境，減輕繁重的生活事務。但願這種清潔方便的新型能源－氫燃料電池早日在人們日常生活中。

　　氫燃料電池就已經勝利地應用於航天領域。往返於太空和地球之間的阿波羅」飛船就安裝了這種體積小、容量大的裝置。進入70年代以後，20世紀60年代。隨著人們不時地掌握多種先進的制氫技術，很快，氫燃料電池就被運用於發電和汽車。

　　無論是水電、火電或核電，大型電站。都是把發出的電送往電網，由電網輸送給用戶。但由於各用電戶的負荷不同，電網有時呈現為高峰，有時則呈現為低谷，這就會導致停電或電壓不穩。另外，保守的火力發電站的燃燒能量大約有70%要消耗在鍋爐和汽輪發電機這些龐大的設備上，燃燒時還會消耗大量的能源和排放大量的有害物質。而使用氫燃料電池發電，將燃料的化學能直接轉換為電能，不需要進行燃燒，能量轉換率可達60%80%而且汙染少、噪音小，裝置可大可小，非常靈活。

　　可同許多金屬或合金化合。某些金屬或合金吸收氫之後，氫的化學特性活躍。形成一種金屬氫化物，其中有些金屬氫化物的氫含量很高，甚至高於液氫的密度，而且該金屬氫化物在一定溫度條件下會分解，並把所吸收的氫釋放出來，這就構成了一種良好的貯氫材料。

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