新能源大作业 燃料电池的发电技术
燃料电池技术：指引未来能源革命的新型能源技术
燃料电池技术：指引未来能源革命的新型能源技术
燃料电池技术是一种以氢气、甲烷、甲醇等为燃料、以氧气为氧化剂，在化学反应过程中将化学能直接转换为电能的新型能源技术。
与传统的热能转化的能源技术不同，燃料电池技术具有高效、清洁、环保、安全、灵活等优点，是未来能源革命的重要方向。
燃料电池技术的优势主要体现在以下几个方面：
1. 高效：燃料电池的能量转化效率高达50%-70%，远高于传统燃烧方式的30%左右。
2. 清洁：燃料电池的燃料只产生少量的水和二氧化碳，不会污染环境，没有温室气体排放。
3. 环保：燃料电池使用的燃料可以通过可再生能源生产，如水电、太阳能、风能等。
4. 安全：燃料电池使用的燃料贮存、加注、燃烧等过程没有爆炸、火灾等危险。
5. 灵活：燃料电池系统可以根据不同的需求快速调节发电量，适用于各种场合。
目前，由于燃料电池的成本较高、技术难度大，其应用范围较为局限，但是随着技术的不断发展，其应用领域将逐渐扩大。
燃料电池技术可以用于车辆、家庭、工业等领域，如：
1. 车辆：燃料电池汽车可以用氢气作为燃料，行驶里程与传统汽油车相当，但没有污染排放，是理想的环保交通工具。
2. 家庭：燃料电池系统可以为家庭提供热水、供暖、发电等功能，解决能源问题的同时减少污染排放。
3. 工业：燃料电池可以为电厂等领域提供备用电源，保障工业用电，同时减少环境污染。
总之，燃料电池技术的出现，为未来能源的改善和革新提供了新的方向和可能性。
未来的发展将需要政府、企业和科学家们的共同努力，促进技术的进一步发展和应用，进而推动能源革命的实现。
新能源发电技术--燃料电池
新能源发电技术----燃料电池一、前言燃料电池是一种把储存在燃料和氧化剂中的化学能，等温地按电化学原理转化为电能的能量转换装置。
燃料电池是由含催化剂的阳极、阴极和离子导电的电解质构成。
燃料在阳极氧化，氧化剂在阴极还原，电子从阳极通过负载流向阴极构成电回路，产生电能而驱动负载工作。
燃料电池与常规电池不同在于，它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂通过电化学反应生成水，并释放出电能；只要保持燃料供应，电池就会不断工作提供电能。
二、原理燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。
其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。
不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。
而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。
因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。
电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。
原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。
氢-氧燃料电池反应原理这个反映是电解水的逆过程。
电极应为：负极：H2–2e-+2OH-=2H2O正极：O2+H2O+4e-=4OH-电池反应：2H2+O2=2H2O另外，只有燃料电池本体还不能工作，必须有一套相应的辅助系统，包括反应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等。
燃料电池通常由形成离子导电体的电解质板和其两侧配置的燃料极（阳极）和空气极（阴极）、及两侧气体流路构成，气体流路的作用是使燃料气体和空气（氧化剂气体）能在流路中通过。
在实用的燃料电池中因工作的电解质不同，经过电解质与反应相关的离子种类也不同。
PAFC和PEMFC反应中与氢离子相关，发生的反应为：燃料极：H2=2H++2e-（1）空气极：2H++1/2O2+2e-=H2O（2）全体：H2+1/2O2=H2O（3）在燃料极中，供给的燃料气体中的H2分解成H+和e-，H+移动到电解质中与空气极侧供给的O2发生反应。
燃料电池技术
燃料电池技术燃料电池技术燃料电池技术是一种基于氢气和氧气反应产生电能的技术。
与传统的燃烧发电不同，燃料电池发电是通过将燃料和氧气反应来产生电流，其过程中产生的唯一废气是水，这使得燃料电池技术成为一种清洁能源。
燃料电池技术也具有高效、低污染、噪音小、可靠性高等特点，成为替代石油的一种新型能源。
燃料电池技术的原理是利用氢气和氧气反应来产生电流。
燃料电池组由阳极、阴极和电解质等组成。
在阳极（负极）、氢气被分解成氢离子和电子，电子流过外部电路产生电流，氢离子穿过电解质膜和氧气反应，在阴极（正极）处生成水。
此外，燃料电池组还需要加热系统、水循环系统、压力调节系统等辅助设备。
不同类型的燃料电池技术所使用的燃料种类、氧化剂种类、电解质材料、电解质膜结构等都不同。
燃料电池技术的种类有多种。
其中最为成熟和应用广泛的是质子交换膜燃料电池（PEMFC）技术。
PEMFC燃料电池的工作温度较低（60-80°C），响应速度快，启动时间短，是目前最先进、最成熟的燃料电池技术之一，主要应用于轻型汽车、卡车、公交车等交通工具上。
锐思特公司是领先的PEMFC燃料电池技术供应商，其燃料电池产品能够广泛应用于交通工具、船舶、电网峰值调节等多个领域。
另外一种重要的燃料电池技术是直接甲醇燃料电池（DMFC）技术。
DMFC使用甲醇作为燃料，不需要氢气供应，既可以使用复杂的氢气加注系统，也可以使用便捷的甲醇加注系统。
与PEMFC相比，DMFC也有其独特的优势，如高能量密度、应用范围广、便捷使用等，被广泛用于微型发电机、便携式设备等场合。
另外，几种新型的燃料电池技术也在研发之中。
例如，固体氧化物燃料电池（SOFC）和碳燃料电池（DFC）等。
SOFC使用固体氧化物为电解质，能够直接处理天然气和生物质等废料，具有高效、低污染、无噪音等优点，适用于军用应急电源、绝缘电网等场合。
DFC则最初是美国能源部研究开发的，使用煤炭等含碳物质作为燃料，产生氧化碳和氢气，可以用来发电或者直接应用于化工原料制备等领域。
新型能源技术中的燃料电池
新型能源技术中的燃料电池随着全球能源问题的日益突出，新型能源技术正在得到越来越广泛的关注。
其中，燃料电池作为一种具有很高潜力的技术，引起了人们的普遍关注。
本文将从燃料电池技术的原理、应用和发展前景等方面进行介绍和探讨。
一、燃料电池技术的原理燃料电池是一种通过化学反应产生电能的设备，其基本构造由正极、负极和电解质组成。
燃料电池主要有氢气燃料电池、甲醇燃料电池、乙醇燃料电池等多种类型。
其中，氢气燃料电池是目前应用最广泛的一种。
氢气燃料电池的工作原理是将氢气与氧气在电解质界面上进行催化反应，产生电能和水。
具体来说，电解质将氢离子和氧离子分隔在两端，电子从阳极流过电路到阴极，在电解质中与氢离子和氧离子还原生成水，同时释放出电能。
反应方程式如下：2H2 + O2 --> 2H2O + 2e-燃料电池的优点在于其高效、无污染、低噪音等特点。
与传统的化石燃料相比，燃料电池所排放的废气只有水和少量的氧气，而且能够实现高效能量转换。
二、燃料电池技术的应用作为一种具有革命性的新型能源技术，燃料电池具有广泛的应用领域。
目前，燃料电池已经在汽车领域、航空领域以及家用电力领域等方面得到应用。
1. 汽车领域汽车领域是燃料电池目前得到应用最广泛的领域之一。
燃料电池驱动的汽车具有很高的能量利用效率，而且不会排放有害物质，对环境友好。
随着燃料电池汽车技术的不断发展，越来越多的厂商将投入到燃料电池汽车的研发和生产中。
2. 航空领域燃料电池技术的另一个应用领域是航空领域。
在航空领域中，燃料电池的主要优势在于其高能量密度和低排放特点。
燃料电池能够提供可靠的电力供应，从而保障飞行器的操作和安全。
3. 家用电力领域在家用电力领域中，燃料电池主要应用于家庭热水器，通过将燃料电池与传统热水器进行结合，可以实现高效的能源转换。
这种应用方式能够有效地提高家庭的热水供应效率，同时也能够减少对传统能源的依赖。
三、燃料电池技术的发展前景随着新型能源技术的不断成熟和发展，燃料电池作为一种高效、可靠、环保的技术，其未来的应用前景非常广阔。
燃料电池技术及其在新能源领域中的应用
燃料电池技术及其在新能源领域中的应用1. 燃料电池技术的原理燃料电池是将燃料和氧气直接反应产生电能的电化学设备。
简单地说，燃料电池是由正极（空气/氧气电极）、负极（氢气电极）、电解质层和电极对组成的。
在负极，氢被氢化物催化剂分解成质子和电子；电子通过外电路流动到正极，产生电能；质子穿过电解质层，与空气中的氧气发生反应，产生水。
2. 燃料电池技术的种类燃料电池可按照不同的电解质和燃料分类：其中，常见的燃料电池有：（1）聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）。
此种电池使用氢气和氧气反应，发电效率高，体积小，重量轻，启动时间短，可以满足短途交通出行需求。
（2）磷酸盐燃料电池（PAFC），可使用多种燃料，发电效率较高，但成本较高，应用范围相对窄。
（3）碳酸盐燃料电池（MCFC），原料种类更多，性能更稳定，但燃料和催化剂的寿命较短，需要进行更频繁的维护。
（4）氧化铝燃料电池（OAFC）相比其他类型较少使用，但它节约一定的材料成本，并且减轻了对温度的依赖性，因此在特殊场景的使用中具有一定优势。
3. 燃料电池技术在新能源领域中的应用随着全球能源问题的严重性日益突显，新能源已经成为当前社会的热门话题。
燃料电池作为一种可以将氢燃料转化为电能的高效清洁能源技术在新能源领域中有着广泛地应用。
（1）交通运输领域。
燃料电池汽车相对于传统车辆更环保，更能够满足人们对环保与节能的需求。
目前，燃料电池汽车在日本及欧美等发达国家中已经投入使用，市场前景广阔。
（2）工业制造领域。
燃料电池不仅可以生成电能，还可以生成热能。
它不仅可以为生产过程和企业的自用电力提供清洁能源，还可以为城市提供清洁能源。
燃料电池可以成为产业企业的备用电源，减少电网压力，使生产出现停电也不会出现大的影响。
（3）军事安全领域。
燃料电池具备轻量化，安全性高，隐蔽性好等特点，适用于在野外使用的需求，也可以提供车辆、飞行器、潜艇等的动力。
4. 燃料电池技术的发展趋势目前，全球能源问题更为严重，各国政府都在积极鼓励燃料电池技术的发展。
燃料电池发电技术
05 结论与展望
结论
高效环保
燃料电池发电技术具有高效率和 环保优势，其能量转换效率高达 50%以上，同时排放的废气主要
为水蒸气，对环境无污染。
灵活多样
燃料电池可以根据不同的应用场 景进行灵活配置，既可以作为分 布式电源使用，也可以组成大型
电站，满足不同规模的需求。
技术成熟
经过多年的研发和试验，燃料电 池发电技术已经逐渐成熟，并开
氢气循环系统
氢气循环系统是燃料电池发电技术中的重要组成部分，其作用是确保氢气在系统 中持续流动，并为燃料电池堆提供足够的氢气。
氢气循环系统通常包括氢气压缩机、冷却器和储气罐等设备。在系统中，氢气经 过压缩机的压缩后，通过冷却器降温，并储存在储气罐中。当需要为燃料电池堆 提供氢气时，储存在储气罐中的氢气会通过管道输送到燃料电池堆。
• 燃料电池发电技术的优势在于其高效、环保、可靠和灵活等。与传统的发电方 式相比，燃料电池发电技术具有更高的能量转换效率和更低的污染物排放。此 外，燃料电池发电技术还可以通过增加或减少燃料电池堆的数量来满足不同功 率的需求。
• 然而，燃料电池发电技术也存在一些局限。首先，氢气的储存和运输需要特殊 的安全措施；其次，氢气的生产成本较高，且目前还没有大规模的氢气生产设 施；最后，燃料电池发电技术的初期投资成本也较高。
固定式燃料电池发电站
环保性
固定式燃料电池发电站具 有环保性，可以实现零排 放，减少对环境的污染。
高效率
固定式燃料电池发电站具 有较高的发电效率，可以 提供稳定的电力输出。
维护成本高
固定式燃料电池发电站的 维护成本较高，需要定期 进行检修和维护。
04 燃料电池发电技 术的发展趋势与 挑战
提高燃料电池性能与降低成本
燃料电池的新技术与新成果
燃料电池的新技术与新成果随着全球气候变化问题日益凸显，燃料电池作为一种新型清洁能源备受关注。
近年来，燃料电池技术不断取得新的成果，逐渐应用于汽车、建筑、航空等领域。
本文将介绍燃料电池的新技术和新成果。
一、燃料电池的基本原理燃料电池是一种将化学能转化成电能的设备。
其基本原理是利用氢气或其他可燃气体作为燃料，在氧气的存在下通过化学反应产生电能。
燃料电池主要包括质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池等种类。
二、燃料电池在汽车领域的应用燃料电池汽车是指使用燃料电池作为动力的汽车，其优点是零排放、高效能和低噪音。
目前，一些汽车制造商已经开始生产燃料电池汽车。
其中，日本丰田汽车公司的Mirai、韩国现代汽车公司的Nexo等车型已经在市场上销售。
此外，中国也在推进燃料电池汽车产业。
据统计，截至2020年底，中国已有超过2万辆燃料电池汽车上路。
三、燃料电池在航空领域的应用航空领域对于动力要求较高，传统的燃油动力系统存在排放问题。
因此，燃料电池逐渐被应用于航空领域。
目前，全球已有一些航空公司开始使用燃料电池飞机进行试飞。
例如，2016年，德国航空公司Lufthansa试飞了一架使用燃料电池的无人机。
此外，韩国航空株式会社也计划于2021年开始使用燃料电池飞机进行商业运营。
四、新型燃料电池技术的发展随着技术的不断进步，燃料电池也在不断更新换代。
新型燃料电池技术主要包括：高温固体氧化物燃料电池、直接甲醇燃料电池、微型燃料电池等种类。
高温固体氧化物燃料电池是一种在高温下运行的燃料电池。
该电池具备高效能、长寿命等优点，已成为燃料电池领域的重要发展方向之一。
直接甲醇燃料电池是一种使用甲醇作为燃料的燃料电池。
相比于传统质子交换膜燃料电池，直接甲醇燃料电池不需要使用纯氢气，具备更广泛的燃料适应性，可为移动电源和微型电池的发展提供新的技术支持。
微型燃料电池是一种体积小、功率小的燃料电池。
目前，微型燃料电池主要用于电子设备的供电。
燃料电池发电的技术与应用
燃料电池发电的技术与应用今天，我们来聊一下燃料电池发电的技术与应用。
燃料电池是一种利用氢气或者其他可燃气体与空气中的氧气反应产生电能的设备。
与传统的热力发电相比，燃料电池具有高效、环保、可再生等优势。
目前，燃料电池正在逐渐走向实用化，成为解决新能源问题的重要技术手段之一。
燃料电池的技术原理燃料电池是一种通过氢气和氧气进行化学反应来产生电能的设备。
化学反应中，氢气在负极上电解成质子和电子，电子通过外部电路到达正极并生成水，而质子通过离子导体的电解质膜到达正极，在那里与氧气结合生成水，这个过程中释放出电能。
这种化学反应是高效、环保的，其产生的氢气和氧气也可以通过再生方法来获得，使得燃料电池具有可再生性。
燃料电池的应用现状燃料电池技术的应用非常广泛，目前在国内外的交通运输、航空航天、工业与民用市场都有所涉及。
交通运输方面，燃料电池驱动的汽车和公交车逐渐走向实用化，这些车辆具有零排放、低噪音、高效能等特点，是人们解决环保问题的重要手段之一。
在航空航天领域，燃料电池也有着广泛应用。
世界上第一架由燃料电池驱动的飞机已经成功试飞，为航空业提供了更为环保、安全、高效的能源解决方案。
除此之外，燃料电池还被应用于工业和民用市场，比如备用电源、住宅和商业建筑的供暖等领域，它的高效能、零污染的特点为这些领域提供了更加可靠和环保的供能方案。
燃料电池的技术挑战燃料电池虽然具有众多优势，但同时也面临着许多技术挑战。
其中，最主要是成本、耐用性、稳定性问题。
目前，燃料电池的成本还比较高，是商业化应用的主要技术难点。
同时燃料电池具有一定的耐用性问题，其在使用过程中需要保持一定的温度、湿度和气氛，否则极易损坏，这是燃料电池产生的另一个限制条件。
另外，稳定性也是燃料电池需要解决的另一个问题。
未来燃料电池的前景随着科技的不断进步，燃料电池作为一种新的、高效、环保能源技术，其前景十分广阔。
未来，燃料电池将在智能化、共享化等方面展现出更多的应用场景；燃料电池技术也将不断的完善和升级，解决耐用性、成本、稳定性等问题，为环境保护和能源革命提供更为可靠、高效、环保的能源来源。
新能源技术知识：燃料电池系统的研发和制造技术
新能源技术知识：燃料电池系统的研发和制造技术燃料电池技术是一种利用化学反应来产生电能的电化学器件。
它将氢气或其他氢化物作为燃料输入，将氧气或其他氧化物作为氧化剂输入，利用电化学反应来将燃料和氧化剂加以利用，从而产生电能、热能和水。
燃料电池技术具有高效、环保、安全等优点，被视为未来能源产业的重要技术方向。
燃料电池的研发和制造技术是燃料电池技术发展的两个重要方面。
从研发的角度来看，燃料电池系统的研发包括燃料电池堆、燃料电池系统和燃料电池车等方面。
其中，燃料电池堆是燃料电池系统中最基本的组成部分，它一般由电极、电解质和集流体三部分组成。
电极由负极和正极两部分组成，其材料和结构对燃料电池的性能和成本有着重要的影响。
电解质是燃料电池的重要组成部分，它能够在液态或固态环境下传递离子并起到隔离和流体控制的作用。
集流体是将燃料电池堆中不同部分的电极连接起来的重要部分，它能够保证燃料、氧化剂和电解质的流动并分别回到各自的领域。
燃料电池系统是指在燃料电池堆基础上，加上氢气或其他氢化物的供应、氧气或其他氧化物的供应、控制系统和热管理系统等配套设备所组成的系统。
燃料电池系统的组成与性能直接影响着燃料电池的性能。
因此，燃料电池系统的研发一般要结合具体的应用场景来进行，例如汽车、飞机、轮船、发电等领域的燃料电池系统都有不同的研发方向和技术重点。
燃料电池车是指使用燃料电池系统作为动力源的汽车，它具有零排放、低噪音、高效能、节能等特点，被视为未来汽车发展的主要方向之一。
燃料电池车的研发与制造技术是燃料电池技术发展的重要方面。
其中，燃料电池车的核心是燃料电池系统，其性能和成本都对车辆整体性能和市场竞争力产生着重要影响。
从制造技术的角度来看，燃料电池系统的制造技术是燃料电池发展的重要保障。
它需要结合材料学、微电子学、机械制造和系统集成等多个领域的技术，才能够实现高效、精准和可靠的制造。
具体而言，燃料电池系统的制造技术包括材料制备、电极制造、电解质制造、集流体制造、系统组装与测试等方面。
新能源燃料电池
新能源燃料电池新能源燃料电池是一种将化学能转化为电能的设备，它是目前全球研究和发展最为积极的能源领域之一。
它与传统燃烧发电不同，无需燃烧过程，不产生有害废气，具有高效、清洁和可持续等优点。
下面将从工作原理、应用领域和发展前景三个方面进行论述。
首先，新能源燃料电池的工作原理是通过气体的氧化还原反应来产生电能。
燃料电池内部由阳极、阴极和电解质三个部分组成。
燃料在阳极处发生氧化反应，产生电子和离子，电子在外部电路中流动，离子通过电解质转移至阴极。
阴极处的氧气与电子和离子一起发生还原反应，最终产生水和电能。
常见的燃料有氢气、乙醇、甲醇等。
其次，新能源燃料电池具有广泛的应用领域。
目前，燃料电池已经在交通运输、家庭能源和移动电源等方面得到了广泛应用。
在交通运输领域，燃料电池汽车凭借其高能量密度、长续航里程和快速加氢等特点，成为未来替代传统燃油汽车的重要选择。
在家庭能源方面，燃料电池可以用于供电、供热和热水等方面，实现家庭能源的高效利用。
在移动电源方面，燃料电池可以为手机、电脑和电子设备提供持久的电力支持，方便出行和工作使用。
最后，新能源燃料电池具有广阔的发展前景。
燃料电池具有高能量转化效率、低污染和可再生等优势，符合节能减排和环境保护的要求。
随着能源危机和环境污染问题的日益严重，新能源燃料电池成为各国政府和企业重点发展的方向之一。
目前，全球各国都在加大对燃料电池技术的研发和投入力度，不断提高燃料电池的性能和降低成本。
随着技术的成熟和推广应用，新能源燃料电池有望成为未来能源格局的重要组成部分。
总之，新能源燃料电池是一种高效、清洁和可持续的能源技术，具有广泛的应用领域和发展前景。
在全球能源转型和环境保护的大背景下，燃料电池将发挥越来越重要的作用，为人类创造更加美好的未来。
新能源发电方法
新能源发电方法
新能源发电方法是指利用自然资源或科技手段产生的可再生能源来进行发电的方法。
以下是一些常见的新能源发电方法：
1. 太阳能发电：利用太阳能光照产生电能，常见的太阳能发电技术包括光伏发电和热能发电。
2. 风能发电：利用风力驱动风机转动发电机，将风能转化为电能。
3. 水能发电：利用水流或水压驱动水轮机发电机，将水能转化为电能。
常见的水能发电技术包括水轮发电和潮汐发电。
4. 生物质能发电：利用植物和动物的有机物质，如木材、农作物残渣等，通过燃烧或生物化学反应产生热能，再利用热能发电。
5. 地热能发电：利用地壳深处的地热能产生蒸汽，再通过蒸汽驱动发电机发电。
6. 潮汐能发电：利用潮汐涨落时的水流能量，通过潮汐发电机转化为电能。
7. 氢能发电：利用水电解产生氢气，再将氢气与氧气反应产生电能。
8. 核能发电：利用核裂变或核聚变反应产生大量的能量，再将能量转化为电能。
这些新能源发电方法有助于减少对传统化石燃料的依赖，减少环境污染和温室气体排放，促进可持续发展。
燃料电池工作原理
燃料电池工作原理
燃料电池是一种能够将化学能直接转化为电能的装置，它具有高效、清洁、静
音等优点，因此在能源领域备受关注。
燃料电池的工作原理主要涉及电化学反应和能量转换过程，下面我们将详细介绍燃料电池的工作原理。
首先，燃料电池的基本构成包括阳极、阴极和电解质膜。
在燃料电池中，氢气
通常作为燃料，氧气作为氧化剂。
在阳极，氢气发生氧化反应，生成氢离子和电子；而在阴极，氧气接受电子和氢离子，发生还原反应。
这些反应在电解质膜中进行，产生电流并驱动外部电路中的负载工作，从而实现能量转换。
其次，燃料电池的工作原理涉及电化学反应。
在燃料电池中，阳极和阴极之间
的电化学反应是燃料氧化和氧还原反应。
在氢气和氧气的参与下，这些反应在电极上同时进行，产生电子和离子，从而形成电流。
这种电化学反应的过程是燃料电池能够实现能量转换的关键。
另外，燃料电池的工作原理还涉及能量转换过程。
燃料电池通过氢气和氧气的
电化学反应，将化学能转化为电能。
在这个过程中，燃料电池能够高效地将能量转换为电能，而且产生的副产品只有水和热能，不会产生有害物质，因此具有清洁环保的特点。
总的来说，燃料电池的工作原理是通过电化学反应和能量转换过程，将化学能
转化为电能。
燃料电池具有高效、清洁、静音等优点，因此在汽车、航空航天、家用电力等领域有着广泛的应用前景。
随着科学技术的不断进步，相信燃料电池将会在未来的能源领域发挥越来越重要的作用。
新能源发电工作原理
新能源发电工作原理新能源是指在可再生资源中获得的能源，如太阳能、风能、水能等。
随着环境问题的日益严重，新能源发电成为了解决能源与环境双重压力的重要途径。
本文将从工作原理方面介绍几种常见的新能源发电方式。
一、太阳能发电太阳能发电依托于太阳辐射能量的转化。
在太阳能电池板中，由于光子的作用，材料中的带电粒子受激发，并转化为电能。
这种现象被称为光电效应。
太阳能电池板通常由多个光电池片组成，每个光电池片都含有一个PN结，当太阳光照射到PN结上时，光子被吸收，激发出电子和空穴。
电子穿过PN结，在外部电路中产生电流，从而完成能量转化。
二、风能发电风能发电利用了风能的动力转化为电能。
在风力发电机中，风轮受到风的推动而旋转，风轮上的叶片产生升力，将风能转化为机械能。
机械能通过转动轴，带动发电机旋转。
发电机内部的线圈与磁场相互作用，通过电磁感应现象，将机械能转化为电能。
最终，通过电网输送，供给用户使用。
三、水能发电水能发电是通过水的流动转化为机械能，再将机械能转化为电能。
其中最常见的方式是水轮发电。
水轮发电基于水流推动水轮转动的原理。
水流经过水轮，带动水轮转动。
水轮与发电机相连，通过转动发电机转子，产生电能。
水能发电不仅可以利用江河湖海等天然水源，还可以通过人工建设调节水流，提高发电效率。
四、地热能发电地热能发电利用地壳深部的热能转化为电能。
在地热能发电厂中，通过钻井将高温的地下水提上来，蒸汽由此产生。
蒸汽通过管道送至汽轮机，推动汽轮机的转子旋转。
而蒸汽经过汽轮机后变成低温水蒸气，低温水蒸气进入凝汽器，冷却成水。
汽轮机传动的旋转机械通过发电机产生电能。
所以地热能发电实际上是蒸汽动力。
五、生物质能发电生物质能发电是利用生物质燃料（如农业、林业等废弃物）通过燃烧或发酵产生热能，再将热能转化为电能。
生物质能发电系统由燃料供给系统、热能转换系统和发电系统三部分组成。
首先，燃料经过预处理后，被供给到炉膛中燃烧。
燃烧所产生的高温气体通过换热器给水加热，产生蒸汽。
燃料电池技术总结
燃料电池技术总结燃料电池技术是一种利用氢气或含氢燃料与氧气进行化学反应来产生电能的技术。
由于其高效、无污染和低碳排放的特点，燃料电池技术被广泛认为是未来能源领域的发展方向。
本文将对燃料电池技术进行总结，包括其原理、分类、应用领域以及挑战与前景等方面。
一、燃料电池技术原理燃料电池是一种通过氢气与氧气的化学反应来产生电能的装置。
其基本原理是在阳极和阴极之间，通过催化剂催化氢气的氧化反应和氧气的还原反应，从而产生电能。
燃料电池的核心是电解质膜，它能够将电子和离子分离，使得电子通过外部电路流动，离子则通过电解质膜传递，从而完成电化学反应。
二、燃料电池技术分类根据电解质的不同，燃料电池可以分为若干种类。
常见的燃料电池包括质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、碱性燃料电池（AFC）等。
这些燃料电池在工作温度、电解质材料、催化剂等方面存在差异，适用于不同的应用场景。
三、燃料电池技术应用领域燃料电池技术在能源领域有广泛的应用前景。
其中，最常见的应用是作为燃料电池汽车的动力系统。
相比传统的内燃机车辆，燃料电池汽车具有零排放、静音、高效等特点，能够有效缓解环境污染和能源压力。
此外，燃料电池技术还可以应用于移动电源、航空航天、能源存储等领域，具有广阔的市场前景。
四、燃料电池技术挑战与前景燃料电池技术的发展面临着一些挑战。
首先，燃料电池的催化剂和电解质材料的成本仍然较高，限制了其商业化应用。
其次，氢气的生产、存储和运输等环节还存在技术和安全难题。
此外，燃料电池的寿命和稳定性也需要进一步提高。
然而，随着技术的不断进步和成本的逐渐下降，燃料电池技术具有巨大的发展潜力。
未来，燃料电池技术有望成为能源革命的重要支撑。
随着可再生能源的快速发展，燃料电池可以作为能源转换和储存的关键技术，实现可持续能源的利用。
同时，燃料电池在交通运输、能源供应等领域的应用也将逐渐扩大，为解决能源和环境问题提供更好的解决方案。
新能源行业的燃料电池技术
新能源行业的燃料电池技术近年来，随着环境保护意识的觉醒和能源危机的日益严重，新能源行业逐渐成为全球关注的热点领域。
在众多新能源技术中，燃料电池技术因其高能量转化效率和零排放特性而备受瞩目。
本文将深入探讨新能源行业的燃料电池技术及其应用前景。
一、燃料电池基本原理燃料电池是一种将氢气和氧气等燃料通过电化学反应转化为电能的装置。
燃料电池的基本原理是氢气经过阳极催化剂层氧化成氧离子，并与来自外部的电子流结合形成水；同时，氧气经过阴极催化剂层还原成氢气。
这一过程中，在阴、阳极催化剂的作用下，电化学反应转化为电能输出，从而实现能量的转换。
二、燃料电池技术的分类及特点燃料电池技术根据不同的电解质和工作温度，可以分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、碱性交换膜燃料电池（AFC）等多种类型。
1. 质子交换膜燃料电池（PEMFC）PEMFC是目前应用最广泛的燃料电池技术之一。
其特点是工作温度低（通常在80°C左右），启动时间短，能量转化效率高。
然而，PEMFC 需要高纯度的氢气供应，并对氧化还原催化剂敏感，因此其催化剂的稳定性和成本问题亟待解决。
2. 固体氧化物燃料电池（SOFC）SOFC操作温度高（通常在800°C以上），具有较高的能量转化效率和热耦合特性。
此外，SOFC还能直接利用传统能源如天然气、甲烷等。
尽管SOFC具有较高的综合性能，但高温操作要求对材料和系统的稳定性提出了严格要求，因此SOFC的商业化进程仍面临挑战。
3. 碱性交换膜燃料电池（AFC）AFC具有低成本、高效率和较好的可靠性等优点，被认为是未来燃料电池技术发展的重要方向之一。
然而，AFC目前还存在耐腐蚀性和低耐久性的问题，需要进一步的研究和改进。
三、燃料电池技术应用前景1. 交通运输领域燃料电池技术在交通运输领域有着广阔的应用前景。
燃料电池汽车以其零排放和长续航里程的特点，成为替代传统内燃机车辆的理想选择。
燃料电池 新能源领域的重要技术突破
燃料电池新能源领域的重要技术突破燃料电池：新能源领域的重要技术突破在当今世界，能源问题始终是全球关注的焦点。
随着传统化石能源的日益枯竭以及环境压力的不断增大，寻找清洁、高效、可持续的新能源成为了人类社会发展的当务之急。
在众多新能源技术中，燃料电池以其独特的优势脱颖而出，成为了新能源领域的一项重要技术突破。
燃料电池是一种将燃料的化学能直接转化为电能的装置，其工作原理类似于电池，但又有所不同。
与传统电池需要充电不同，燃料电池只要持续供应燃料和氧化剂，就能不断产生电能。
燃料电池的核心部件包括阳极、阴极和电解质。
燃料（通常为氢气）在阳极发生氧化反应，失去电子；氧化剂（通常为氧气）在阴极发生还原反应，得到电子。
电子通过外部电路从阳极流向阴极，从而形成电流，为外部设备供电。
燃料电池具有许多显著的优点。
首先，它的能量转换效率非常高。
相比传统的热机发电方式，燃料电池能够避免中间的热能转换过程，直接将化学能转化为电能，效率可高达 60%以上，远远超过内燃机的效率。
其次，燃料电池的排放物非常清洁。
以氢燃料电池为例，其产物只有水，不会产生任何污染物，对环境十分友好。
再者，燃料电池运行安静，振动小，能够为用户提供更加舒适的使用体验。
此外，燃料电池的加注燃料时间短，类似于加油，相比电动汽车的长时间充电具有明显的优势。
在燃料电池的发展历程中，氢燃料电池一直备受关注。
氢气作为一种理想的燃料，具有来源广泛、能量密度高、可再生等优点。
然而，氢燃料电池的发展也面临着一些挑战。
首先是氢气的制取和储存问题。
目前，氢气的制取主要依赖于化石能源的重整，这种方法不仅成本较高，而且仍然会产生一定的碳排放。
而氢气的储存则需要高压容器或低温技术，增加了系统的复杂性和成本。
其次，氢燃料电池的成本较高，主要是由于其关键材料（如催化剂、质子交换膜等）的价格昂贵。
此外，加氢基础设施的不完善也限制了氢燃料电池的广泛应用。
为了解决这些问题，科研人员一直在不断努力。
新能源燃料电池新技术
新能源燃料电池新技术
新能源燃料电池是一种能够将化学能直接转化为电能的设备。
近年来，为了提高其效率和稳定性，人们开发了多种新技术。
1. 降低催化剂成本：燃料电池中的催化剂是关键组件，但传统的铂催化剂成本很高。
新技术包括利用非贵金属催化剂和复合催化剂等，可以大幅降低成本。
2. 增强催化剂活性：科学家们正在研究如何利用金属纳米颗粒和多层石墨烯等材料来增强催化剂的活性。
3. 优化电解质：电解质是燃料电池中的重要组件，可以改善其导电性能和稳定性。
新技术包括使用先进聚合物电解质和离子液体电解质等。
4. 提高燃料利用率：传统燃料电池只能利用80%左右的燃料，其余会流失。
新技术包括利用微反应器等方法，可以提高燃料利用率。
5. 稳定氧化还原反应：传统燃料电池的氧化还原反应容易受到催化剂的中毒和非均相反应的影响。
新技术包括使用新型材料和增加催化剂活性，可以提高氧化还原反应的稳定性。
这些新技术的应用可以提高燃料电池的效率和可靠性，有望使其在未来能够更广泛地应用于汽车、船舶、飞机等领域。
燃料电池的发电原理
燃料电池的发电原理燃料电池是一种利用化学能转化为电能的装置，其发电原理基于氢气与氧气在催化剂的作用下发生反应，产生水和电能。
燃料电池具有高效、环保、静音等优点，被广泛应用于汽车、船舶、飞机等领域。
一、燃料电池的基本构成燃料电池由以下几个部分组成：1.正极：通常由铂等贵金属制成，起催化剂作用，促进氧气还原为水。
2.负极：由铂或其他合金制成，起催化剂作用，促进氢气的分解。
3.电解质层：通常使用聚合物膜或其他离子交换膜作为隔离层，防止正负极直接接触。
4.燃料供应系统：提供含有氢气的燃料，并将废气排出。
5.空气供应系统：提供含有足够氧气的空气。
6.控制器：控制燃料和空气的流量，并监测温度和压力等参数。
二、燃料电池的工作原理1. 氢气在负极的催化剂作用下分解为质子和电子。
H2 → 2H+ + 2e-2. 质子穿过电解质层，电子则通过外部电路流动，产生电流。
3. 正极上的催化剂促进氧气还原为水。
O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O4. 产生的水和废气排出，燃料电池持续发电。
三、常见的燃料电池类型1. PEMFC（聚合物电解质膜燃料电池）：使用聚合物膜作为离子交换层，具有高效、轻便等优点，被广泛应用于汽车等领域。
2. SOFC（固体氧化物燃料电池）：使用固体氧化物作为离子交换层，具有高效、长寿命等优点，但需要高温运行。
3. MCFC（碳酸盐燃料电池）：使用碳酸盐溶液作为离子交换层，具有较高能量密度和较低成本，但需要高温运行。
四、燃料选择与后处理1. 氢气：是最常见的燃料选择，但制备成本高且存储难度大。
2. 甲醇：可以在常温下储存和运输，但需要后处理将产生的CO2排放。
3. 氨：具有高能量密度和易于储存等优点，但需要后处理将产生的氮氧化物排放。
五、燃料电池的应用1. 汽车：燃料电池汽车具有零排放、高效等优点，被视为未来汽车的发展方向。
2. 船舶：燃料电池船舶具有低噪音、零排放等优点，被广泛应用于内陆水路。
燃料电池发电原理
燃料电池发电原理燃料电池发电原理是指利用化学反应直接将燃料的化学能转化为电能的一种电化学装置。
燃料电池是一种革命性的电源技术，它具有高效能、低排放、环保的特点。
燃料电池的发展史可以追溯到19世纪初，但直到最近几十年才得到了广泛的研究和应用。
燃料电池的发电原理主要涉及到化学反应和电化学原理。
一个标准的燃料电池系统通常包括一个负极（阳极）、一个正极（阴极）和一个电解质。
常见的燃料电池类型包括氢气燃料电池、甲醇燃料电池和乙醇燃料电池等。
在氢气燃料电池中，负极是由氢气（H2）供应，而正极是由氧气（O2）供应。
这两种气体在电解质中的化学反应会产生电流。
具体过程如下：首先，氢气分子在负极氧化为一对氢离子（H+）和电子（e-）。
然后，氖气中的氧分子被电子还原产生氧离子（O2-）。
在电解质中，氢离子和氧离子结合形成水，同时释放出电子。
这些电子流经外部电路，在过程中产生了电能。
甲醇燃料电池和乙醇燃料电池的原理类似，但负极上使用的燃料是甲醇和乙醇。
这两种燃料在电解质中进行氧化反应，产生对应的酸、电子和氢离子。
在正极上，氧分子结合电子和氢离子，从而产生水和对应的酸。
同时，释放出的电子通过外部电路产生电能。
可以看出，燃料电池的原理基于氧化还原反应和电子传递。
燃料在负极氧化而产生氧化物，而在正极发生还原反应。
通过电解质传递离子，完成了材料间化学能转化为电能的过程。
燃料电池的发电原理具有诸多优点。
首先，燃料电池的效率高，理论上可以达到90%以上。
其次，燃料电池发电过程中没有燃料燃烧产生的二氧化碳和其他有害物质的排放，对环境友好。
此外，燃料电池还具有高能量密度、快速启动和低噪音等优势。
然而，燃料电池技术仍然存在一些挑战和限制。
燃料电池的成本较高，目前仍难以与传统的发电技术竞争。
此外，燃料电池的寿命有限，需要经常更换和维护。
同时，燃料电池的运输和储存也面临一些安全问题。
总的来说，燃料电池发电原理基于化学反应和电化学原理，利用燃料的化学能直接转化为电能。
新能源发电原理及方法
新能源发电原理及方法随着环保意识的增强和自然资源的减少，新能源成为了日益受关注的能源类型，其中新能源发电成为了许多国家的重要战略。
那么，新能源发电原理及方法是什么呢？新能源的种类比较多，主要包括太阳能、风能、水能、地热能等，它们的发电原理也不尽相同。
太阳能发电太阳能发电是利用太阳能辐射的能量，将光能转化为电能。
太阳光通过半导体硅晶片（光电池）吸收后，会激发电子从原子中分离出来，形成电流。
太阳能发电可以分为光伏发电和光热发电两种类型，其中光伏发电是应用最为广泛的。
风能发电风能发电是利用风能的动力将风能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。
风能发电的核心是风轮机，风轮机一般由叶片、转轴、齿轮箱、发电机等部件组成。
随着风能技术的不断发展，风能也成为了新能源发电中发展最快的领域之一。
水能发电水能发电主要是利用水流的动能，将水流的动能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。
水能发电主要包括水力发电和潮汐发电两种类型。
水力发电常见的有水轮发电和水能蓄能电站等多种形式，而潮汐发电则是利用潮汐沿海地区的海水上下涨落的过程发电。
地热发电地热发电是利用地球深部的热能发电，主要是通过钻井、热水循环和发电机等设备将地热能转化为电能。
相对于其他新能源发电方式，地热发电较为稳定，不受自然环境条件的限制，因此适用性更广。
综上所述，新能源发电虽然技术不断发展，但目前仍存在一些难题需要解决，比如经济性、稳定性等问题。
但相信随着科技的不断发展与创新，这些问题将逐渐得到解决，新能源发电将更好地为人类的生活和经济发展提供动力。
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题目名称：姓名：班级：学号：日期：机电工程学院燃料电池发电技术摘要: 介绍了各种类型燃料电池( 碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池、磷酸燃料电池及质子交换膜燃料电池) 的技术进展、电池性能及其特点。
其中着重介绍了当今国际上应用较广泛、技术较为成熟的磷酸燃料电池。
对燃料电池的应用前景进行探讨, 并对我国的燃料电池研究提出了一些建议。
关键词: 燃料电池; 磷酸燃料电池;燃料电池有多种类型, 按使用的电解质不同来分类, 主要有碱性燃料电池(AFC) 、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC) 、固体氧化物燃料电池( SOFC) 、磷酸燃料电池( PAFC)等。
燃料电池的发展过程：1889：L.Mond和nger以多孔非传导材料为隔膜，组装出采用氢气-氧气的燃料电池，接近现代的FC1923：A.Schmid提出多孔气体扩散电极的概念，在此基础上：1950：培根(Francis Bacon)研制成功碱性燃料电池，并被NASA确定为其太空计划的动力源.——成功作为60年代Apollo登月飞船的主电源1960：美国通用电气研制出采用聚苯乙烯磺酸膜的质子交换膜燃料电池PEMFC，且于1960年10月首次用于双子星座(Gemini)飞船的主电源——由于膜的降解，缩短了电池寿命，污染了宇航员的饮用水1962：杜邦（Du Pond）公司开发成功全氟磺酸膜，并被通用组装成长寿命（57000h）的PEMFC，并在卫星上做了小电池的搭载实验。
解决了以上问题——因价格原因，未能中标美国航天飞机电源，导致PEMFC研究停滞——让位于石棉膜型碱性氢氧燃料电池1970年代：其它燃料电池陆续面世——磷酸(Phosphoric Acid) PAFC、溶融碳酸盐 (Molten Carbonate) MCFC、固体氧化物(Solid Oxide) SOFC1983：Ballard在加国防部支持下，研制成功新型全氟磺酸膜，实现“电极-膜-电极”三合一组建（MEA）各种燃料电池发展状况1. 1 碱性燃料电池(AFC)20 世纪50 年代起美国就开始对碱性燃料电池进行研究, 并在60 年代中期成功地用于Apollo 登月飞行。
AFC 的优点在于除贵金属外, 银、镍以及一些金属氧化物都可以作电极催化剂, 它的阴极性能也比酸性体系要好, 而且电池的结构材料也较便宜。
缺点在于对CO2 和N2 十分敏感, 故不适用于地面。
在国外, 将AFC 用于潜艇及汽车的尝试已不再继续, 目前AFC 主要用作短期飞船和航天飞机的电源。
中科院长春应用化学研究所1958 年就开始研究培根型燃料电池。
60 年代初开展碱性石棉膜型燃料电池的研究, 1968 年承担航天用碱性石棉膜型燃料电池的研制。
中科院大连化学物理研究所在60 年代初也开始研究碱性石棉膜型燃料电池。
70年代初承担了航天用碱性石棉膜型燃料电池的研制, 研制成两种类型的电池。
80 年代初, 研制了潜艇用20kW的大功率碱性石棉模型燃料电池样机。
1. 2 熔融碳酸盐燃料电池( MCFC)MCFC 的电解质由Li2CO3 和K2CO3 组成, 工作温度在650 e 左右, 阴极、阳极电化学反应快, 无需贵金属催化剂。
由于在较高温度工作, 可以对天然气、煤炭气化燃料进行内部重整, 直接加以利用。
不需要复杂昂贵的外重整设备。
另外, 燃料转换效率高, 余热利用效率也较高。
但MCFC 在高温下长期工作时电解质损失造成的电池失效、隔板腐蚀对电池寿命的影响, 以及镍电极缓慢溶解所造成的性能下降都是有待解决的课题。
由美国能源研究公司(ERC) 建造, 使用内部重整的2MWMCFC 装置已经安装在加利福尼亚并入电网运行了720h, 供电1710MWh, 1997 年3 月停运,为建造和运行这类电站提供了宝贵经验。
日本熔融碳酸盐研究协会在日本月光计划和新日光计划的支持下, 一个1000kW系统正在组装以评价此技术。
长春应用化学研究所于90 年代初开始研究MCFC, 在LiAlO2 微粉的制备方法和利用金属间化合物作MCFC 的阳极材料等方面取得了很大的进展。
大连化学物理所从1993 年起在中科院资助下开始研制, 自制LiAlO2 微粉制造的MCFC 单体电池性能已达国际80 年代初的水平。
1. 3 固体氧化物燃料电池( SOFC)SOFC 工作温度高达1000 e , 反应速度快, 不需要贵重金属做催化剂, 不存在电解质腐蚀金属问题。
碳氢化合物燃料可自动在燃料电池内部重整, 并迅速地在电极上被氧化, 燃料中杂质对电池的性能、寿命影响均很小。
其燃料转换效率高, 高温余热可很好利用, 从而提高燃料的总利用效率。
SOFC 可以与燃气轮机相结合, 即用燃料电池的动力代替燃气轮机的燃烧段, 总效率可望达到60%~70% 。
SOFC 的主要问题是固体氧化物电解质所用的陶瓷材料脆性大, 目前仍很难制造出大面积的固体电解质膜, 这严重制约了建造大功率SOFC。
另外, SOFC 还存在诸如电流密度小、电压降高、制造工艺复杂、成膜设备昂贵等问题。
美国、丹麦、荷兰、日本等国都很重视SOFC, 其中美国西屋(Westinghouse) 公司的研究工作较为突出, 研制的25kW的SOFC 电池组已经通过了长期示范试验, 建造在荷兰的100kW示范装置也已于1997年启用, 250kW至7MW发电装置的建设正规划中。
中科院上海硅酸盐研究所1971 年就开始进行了SOFC 电极材料和电解质材料的研究。
吉林大学于1995 年在吉林省计委和国家计委的资助下进行SOFC的研究, 研制成功的单体电池电压达到1.18V, 电流密度400mA/ cm2。
1. 4 磷酸燃料电池( PAFC)磷酸燃料电池采用H3PO4 液体做电解质, 发电效率为35% ~ 43%, 工作温度180 e 。
由于工作温度降低, 反应速度慢, 因此需要使用贵重金属Pt 做催化剂。
PAFC 基本元件有阳极、阴极和电解质, 单电池之间由隔板连接。
磷酸燃料电池的特点如下:( 1) 发电效率在35% ~ 43% 之间, 大容量电站效率较高些。
热电联供时, 总效率为71%~ 85% 。
( 2) 洁净、对环境污染小, 没有( 或很小) 转动部件, 振动和噪声污染也很小。
( 3) 随着技术不断改进, PAFC 电站, 特别是50kW和200kW 电站, 其无故障连续运行时间不断加长。
例如美国ONSI 公司的200kWPC225 发电装置投运时间已超过37000h, 可用率超过95% , 接近商业化目标要求的40000h。
( 4) 满负荷运行可达到40000h, 电池的输出电压的降低不大于10%。
( 5) 装置紧凑, 检修空间小, 维修困难。
( 6) PAFC 电站可以使用各种气态或液态燃料,主要是使用天然气或液化天然气, 也可以使用液化石油气、甲醇、煤油、沼气等。
(7) 降低造价与技术的改进、标准化和大规模生产分不开。
ONSI 公司1995 年推出的PC25C 型PAFC 装置的制造成本为3000$ / kW, 而后推出的PC25D型的成本降至1500$ / kW, 体积减小1/ 4, 重量仅为14t。
但PAFC 电站造价的进一步降低仍需长期努力。
美国最早在60 年代后期就开始对PAFC 进行评价研究, 是最早发展PAFC 电站技术的国家, 而日本是PAFC 电站技术发展最快的国家, 它仅用10~15a 时间就与美国并驾齐驱。
1991 年东京电力公司在五井火力发电厂内建成了当时世界上功率最大的12MW PAFC 发电站。
目前PAFC 技术已公认为可用于热电联供的、具有高度可靠性的发电装置, 特别在象医院、监狱、旅馆等对安全供电要求特别高的场合有着很好的应用前景。
而在国内PAFC 的研究工作目前尚处于空白状态。
2.燃料电池的发电原理燃料电池按电化学原理将化学能转化成电能，但是它的工作方式却与内燃机相似。
它在工作（即连续稳定的输出电能）时，必须不断地向电池内部送入燃料与氧化剂（如氢气和氧气）；与此同时，它还要排出与生成量相等的反应产物，如氢氧燃料电池中所生成的水。
目前燃料电池的能量转化效率仅达到40%～60%，为保证电池工作温度的恒定，必须将废热排放出去。
如果有可能，还要将该热能加以再利用，如高温燃料电池可与各种发电装置组成联合循环，以提高燃料的利用率。
燃料电池是一种能量转换装置。
它按电化学原理，即原电池（如日常所用的锌锰干电池）的工作原理，等温的把储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能。
在电池中增湿后的氢气(H2(H2O)n)通过双极板上的气体通道穿过扩散层，到达阳极催化剂层，并吸附于电催化剂层中，然后在铂催化剂作用下，发生如下反应：H 2→2H++2e-或nH2O+1/2H2→H+·nH2O+e-随后，H+或H+·nH2O进入质子交换膜，与膜中磺酸基（-SO3H）上的H+发生交换，使氢离子到达阴极。
与此同时，阴极增湿的氧气也从双极板通过阴极扩散层，吸附于阴极电催化剂层中，并与交换而来的H+在铂的催化作用下发生反应，即：1/2O2+2H++2e-→H20或1/2O2+ H+·nH2O+2e-→(n+1)H2O生成的水随着尾气排出电池。
对于一个氧化还原反应，如：[O]+[R]→P式中，[O]代表氧化剂，[R]代表还原剂，P代表反应产物。
原则上可以把上述反应分为两个半反应，一个为氧化剂[O]的还原反应，一个为还原剂[R]的氧化反应，若e-代表电子，即有：[R] →[R]++ e-[R]++ [O]+ e-→P[R]+ [O] →P以最简单的氢氧反应为例，即为：H2→2 H ++2e-1/2O2+2H++2e-→H 2 OH 2+1/2O2→H2O图1 燃料电池工作原理示意图如图1所示，氢离子在将两个半反应分开的电解质内迁移，电子通过外电路定向流动、做功，并构成总的电的回路。
氧化剂发生还原反应的电极称为阴极，其反应过程称为阴极过程，对外电路按原电池定义为正极。
还原剂或燃料电池发生氧化反应的电极称为阳极，其反应过程成为阳极过程，对外电路定义为负极。
燃料电池与常规电池不同，它的燃料电池和氧化剂不是贮存在电池内，而是贮存在电池外部的贮罐中。
当它工作（输出电流并做功）时，需要不断地向电池内输入燃料和氧化剂，并同时排出反应物。
因此，从工作方式上看，它类似于常规的汽油或柴油发电机。
由于燃料电池工作时要连续不断地向电池内送入燃料电池使用的燃料和氧化剂，所以燃料电池使用的燃料和氧化剂均为流体（即气体和液体）。
最常用的燃料为纯氢、各种富含氢的气体（如重整气）和某些液体（如甲醇水溶液）。
常用的氧化剂为纯氧、净化空气等气体和某些液体（如过氧化氢和硝酸的水溶液等）。