氢燃料电池的原理是什么？

氢燃料电池原理

氢燃料电池原理：电解水的逆反应。

氢燃料电池的原理是什么？

氢燃料电池的原理是什么？

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，它的基本原理是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阴极。

氢燃料电池的特点

1、效率高

燃料电池的发电效率可以达到50%以上，这是由燃料电池的转换性质决定的，直接将化学铅察能转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换。渣档

2、无如激乱噪声

燃料电池运行安静，噪声大约只有55dB，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。

3、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——典型的传统后备电源方案。燃烧会释放像COx、NOx、SOx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），整个循环就是的不产生有害物质排放的过程。

氢能源电池的原理是什么

氢能源电池原理：

电解水的逆反应将氢和氧分别供给阳极和阴极，通过阳极向外扩散发生反应，通过外部的负载到达阴极，形成能量并将能量储存起来。氢能源电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。

氢能源电池对环境无污染，主要是通过电化学，不是采用燃烧，燃烧后会释放有毒物质，对大气造成污染，燃料电池发生反应后，只能产生水和热，对于大气不会造成污染，如果氢是通过可再生能源产生的，整个循环就是不产生有害物质排放的过程。

氢燃料电池汽车：

氢燃料电池汽车是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得到的高含氢重整气。由于氢燃料电池的应用，使其成为真正意义上的高效、清洁汽车。

虽然氢分子按质量来说能量密度很高，一个原因是分子量低，在气态条件下它具有非常低的能量密度。作为存储在车上的燃料，纯氢气必须加压或液化。为了提高气体压力，提高体积上的能量密度，需要尽量使用较小的，但不轻的容器罐（压力容器）。为了实现更高的压力，就需要使用更多外部能源压缩。

【氢燃料电池的工作原理（详细）】氢燃料电池的工作原理

以质子交换膜燃料电池（PEMFC）为例，其工作原理如下：

(1) 氢气通过管道或导气板到达阳极；

(2) 在阳极催化剂的作用下，1 个氢分子解离为 2 个氢质子，并释放出 2 个电子，阳极反应为：

H2→2H++2e。

(3) 在电池的另一端，氧气（或空气）通过管道或导气板到达阴极，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发生反应生成水，阴极反应为：1/2O2+2H++2e→H2O

总的化学反应为：H2+1/2O2＝H2O

电子在外电路形成直流电。因此，只要源源不断地向燃料电池阳极和阴极供给氢气和氧气，就可以向外电路的负载连续地输出电能。

3 PEMFC 的特点及研发应用现状

燃料电池种类较多，PEMFC 以其工作温度低、启动快、能量密度高、寿命长等优点特别适宜作为便携式电源、机电源和中、小型发电系统。

PEMFC 发电机由本体及其附属系统构成。本体结构除上述核心单元外，还包括单体电池层叠时为防止汽、水泄漏而设置的密封件，以及压紧各单体电池所需的紧固件等。附属系统包括：燃料及氧化剂贮存及其循环单元，电池湿度、温度调节单元，功率变换单元及系统控制单元。图 2 是一个典型的PEMFC 发电系统示意图[4]。

(1) PEMFC 作为移动式电源的应用

PEMFC 作为移动式电源的应用领域分为两大类：一是可用作便携式电源、小型移动电源、车载电源等。适用于军事、通讯、计算机等领域，以满足应急供电和高可靠性、高稳定性供电的需要。实际应用是手机电池、笔记本电脑等便携电子设备、军用背负式通讯电源、卫星通讯车载电源等。二是用作自行车、摩托车、汽车等交通工具的动力电源，以满足环保对车辆排放的要求。从目前发展情况看，PEMFC 是技术成熟的电动力电源。

上，PEMFC 研究开发领域的权威机构是加拿大 Ballard 能源系统公司。美国 H-Power 公司于 1996 年研制出世界上辆以 PEMFC 发电机为动力源的大巴士[5]。近年来，我国对燃料电池电的研发也极为重视，被列入重点科技攻关。上海神力公司、富原燃料电池有限公司、清华大学、中科院大连化物所已分别研制出游览观光车、中巴车样车，其性能接近或达到先进水平。

(2) PEMFC 作为固定式电源的应用

PEMFC 除适用于作为交通电源外，也非常适合用于固定式电源。既可与电网系统互联，用于调峰；

也可作为电源，用作海岛、山区、边远地区、或作为国防（人防）发供电系统电源。

采用多台 PEMFC 发电机联网还可构成分散式供电系统。分散式供电系统有很多优点：① 可省去电网线路及配电调度控制系统；

② 有利于热电联供（由于 PEMFC 电站无噪声，可就近安装，PEMFC 发电所产生的热可进入供热系统），可使燃料总利用率高达 80%以上；

③ 受和自然灾害等影响比较小，尤其适宜于现代条件下的主动防护需要；

④ 通过天燃气、煤气重整制氢，可利用 现 有 天 燃 气 、 煤气 供 气 系 统 等 基 础 设 施 为PEMFC 提供燃料；

通过再生能源制氢（电解水制氢、太阳能电解制氢、生物制氢）则可形成循环利用系统（这种循环系统特别适用于边远地区、人所），使系统建设成本和运行成本降低。上普遍认为，随着燃料电池的推广应用，发展分散型电站将是一个趋势。

(3) 氢能电源的军事应用前景

随着现代科学技术的迅速发展及其在军事领域的广泛应用，以数字化技术为核心的新兴信息技术将渗透到战场的各个领域，从侦察、监视到预警，从通信、指挥到控制，从武器装备的自动化、制导和智能化到各种电子战手段，信息技术装备已经成为覆盖整个战场的、决定胜负的重要因素，它不仅构成总体作战的“神经系统”，而且成为总体作战能力的“倍增器”。电源作为信息技术装备的命脉，能否连续、可靠、安全、灵活地供电是至关重要的，它是信息技术装备密不可分的一部分。

由于 PEMFC 发电机工作温度低，辐射少，无震动，没有噪音，因此特别适合用作为现代军用电源。1998 年 8 月，美国在向国会国防委员会呈递的报告中指出：移动电力是性防御设施基本的要素之一；

燃料电池发电技术替代常规发电装置的迅速演变，给未来发电系统采用氢气作为主燃料开辟了道路；

由于能量转换效率（超过60%）很高，作维护极为简单，燃料电池发电机使氢能源作为主燃料的应用极为可靠而高效。因此，把作战燃料改为氢，将获得更加高效可靠的发电系统、更低的排放、更低的噪音、极大地减小热辐射和成像，便于伪装和隐蔽作战。

PEMFC 发电机的诸多优越性能，使其在航空航天及超级移动设备、水下潜艇、军事工程、通讯工程、车辆动力电源、单兵和部（分）队便携电源、边远地区、海防哨所以及人防工程中都具有极好的应用前景。早在 1960 年代，美国航空航天局（NASA）就与通用电气公司（GE）联合开发 PEMFC发电机，并多次用于双子星座卫星的飞行，特别是 1968 年采用 Nafion 膜后在发射的生物卫星上使用PEMFC 发电机，其寿命在实验室已达57000h。后来，NASA 又与Hamilton 标准公司合作研制 RFC（再生燃料电池）系统，目的是配合太阳能发电系统组成用于火星探测飞行器或月球基地的动力电源（太阳能电解水装置功率 35kW，PEMFC发电机功率 25kW）。美国也与Treadwell 公司签订协议研究用于卫星的 RFC 系统（PEMFC 功率12kW，电压 28V）。

在超级移动装备（EMU）应用方面，NASA 与EPSI 公司合作开发采用金属氢化物储氢的 200Wh和 1500Wh 能量的 PEMFC 系统，以替代现有装备中采用的可充电电池，可有效提高能量储存密度和一次性充能能量以及循环寿命、充能速度。

PEMFC 在军事领域的一个重大用途是作为舰艇的动力电源。PEMFC 发电机作为潜艇不依赖于空气的推进动力（AIP）源与斯特林发动机和闭式循环柴油机相比，具高、噪音低和辐射小等优点，在携带相同重量或体积的燃料气时，潜艇续航能力强（大约为斯特林发动机的 2倍），且没有污染，因此 PEMFC 是潜艇 AIP 系统的佳选择。德国从 1980 年（也是世界上早）开始研究基于 PEMFC 发电机的潜艇，目前德国已能生产 212、214 型号的基于PEMFC 发电机的潜艇。而美国与 AP 公司合作开始研制以柴油重整制氢为氢源的 PEMFC 发电机，还与 Treadwell 公司合作设计并制造了用于水下探测器的 PEMFC 电源。

氢燃料电池什么原理

氢电池是一种发电设备，可以将氢和氧的化学能立即转化为电能。它的原理是氢气和氧气发生反应为车辆提供能量，终转化为水排出车外。

氢燃料电池具有污染小、噪音低、效率高的特点，下面将详细说明。

1、污染小：

与传统的燃料发动机不同，以氢燃料电池为动力的汽车在行驶过程中不会释放出COx、NOx、SOx气体、粉尘等污染物，所以自然它的污染更低，几乎没有污染。

2.低噪音：

燃料电池汽车在行驶过程中产生的噪音相当低，自然可以在一定程度上提高驾乘人员的舒适度。

3.高效率：

氢电池的发电效率可达50%以上，能立即将化学能转化为电能。自然动力传递效率比较高，使得车辆的动力更加突出。

截至2019年8月，市场上量产的氢燃料电池汽车并不多。因为它的技术不是特别稳定，具体情况还需要市场进一步检验。当然，氢燃料汽车的发展还有很长的路要走。

朋友们，这里有很多关于边肖汽车的介绍。听了边肖的介绍，朋友们对氢燃料电池的原理有所了解吗？希望边肖的介绍能帮到你。非常感谢您的光临，欢迎您下次光临。

氢燃料电池原理

氢燃料电池原理电解水的逆反应。

直接将化学能转换为电能，不需要经过热能和机械能（发电机）的中间变换，这是氢燃料电池高效的秘诀；运行安静，噪声大约只有55分贝，相当于人们正常会话的水平；氢燃料电池的基本原理是电解水的逆反应，反应产物只有水，污染近乎为零。

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）方式燃烧会释放像COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。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，整个循环就是的不产生有害物质排放的过程。

应用领域

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，有时则呈现为低谷，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。