燃料电池的应用及发展现状
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氧
天、 潜水领域 ， 可为汽车提供动力， 如今一些笔记本 电
脑 和手 机也 开 始使 用燃 料 电池Ｉ － ． 。
１ 燃 料 电池工作原理及特 点
料 电池 的 发 展历 程 既 古 老 又年 轻 ，既 坎 坷 又 迅 捷， 该 技术 早 在 十 九世 纪就 已 出现 。 １ ９ ３ ２年 ， 英 国学 者Ｆ ． Ｔ ． Ｂ ａ ｃ ｏ ｎ （ 培根 ） 在 前 人 的研 究 经验 的基 础上 研 制 出了具 有实 用性 的培 根 电池 并获 得专 利 。１ ９ ５ ９年 ， 他
阿波罗登月计划的宇宙飞船提供动力。 培根电池使燃
２ ０ １ ７ ． １ ．Ｋ Ｅ Ｃ Ｈ Ｅ Ｊ Ｉ Ｓ Ｈ Ｕ《 客车技术 》 团
ｂ ． 环境 友好 。 燃 料 电池 可 以直接使 用 天然气 和 氢
气等可燃气体作为“ 燃料 ” ， 也可以将 甲醇 、 乙醇等液
体燃料或煤炭等固体燃料通过特殊的装置转化成一 氧化碳和氢气作为燃料 电池的原料气 。其中， 以氢气 作为原料气的燃料 电池是最理想 的燃料 电池 ， 在发电 过程中的产物是水 ，这就意味着燃料电池是 “ 零排 放” 。 若使用其他原料气 ， 应采取严格的脱硫和分离二 氧化碳措施 ， 几乎没有硫氧化合物和氮氧化合物的排 放， 二氧化碳排放量也极低 ， 可以说是对环境没有任
电池 反应 ： Ｈ ＋ ０ Ｈwenku.baidu.com２ ｏ
在 电解液 中 ，在 阳极 Ｏ Ｈ一 离 子失 去 电子产 生 水 ， 水 分 子 迁移 到 阴极 稀 释 了 电解 液 降低 了 电池 的 电导
料 电池 由实验走 向实用 ， 具有 里程 碑意 义１ ３ ， ４ Ｉ 。２ ０世 纪
６ ０年代 以来 ，燃料 电池进 入 了广 泛 的实 用性 开 发 阶 段 。到 目前 为 止燃 料 电池 技术 有 了飞 速 的发展 ， 且 在
行各业 得 到 了广 泛 的应用 。
１ ． １ 燃料 电池 工作 原理
何 污染 ［ ８ １ 。
由它们组成 的合金『 ｌ ｌ 】 。设计简单 ， 但不耐 Ｃ Ｏ ： ， 所以原 则上它必须采用纯氢和纯氧做为燃料。 Ａ Ｆ Ｃ中的电池
反应 如下 ：
阳极（ 负极 ） ： Ｈ ２ ＋ ２ ０ Ｈ ＝ － ＋ ２ Ｈ ２ Ｏ ＋ ２ ｅ 一 阴极 （ 正极 ） ： ０２ ＋ Ｈ ２ ０ ＋ ２ ｅ － － 一２ Ｏ Ｈ 一
的限制 ， 实际的能量转化效率约为 ４ ０ ％～ ６ ０ ％。 若实现 热电联供或联合循环发电， 燃料的总利用率则可高达 ８ ０ ％以上 ， 远高于普通 内燃机和蒸汽机的效 率 ， 而且
不 因负荷 的变 化而 影响 效率 【 ７ Ｉ 。
重车 、 圆锯 和 电焊机 。 培根 的研究 改进 后在 １ ９ ６ ９年 为
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｆ ｕｅ ｌ ｃ ｅ ｌ ｌ ，ｗｏｒ ｋｉ ｎｇ ｐｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐｌ ｅ ，ｃ ｅ ｌ ｌ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏｐ ｉ ｎｇ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐｅ ｃ ｔ
０ 引言
燃 料 电池 （ Ｆ ｕ ｅ ｌ Ｃ ｅ ｌ １ ） 是 一 种 将 存 在 于 燃 料 与 氧
化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置 。 人们把 它称 之 为继水 电 、 火 电和核 电之 后 的第 四种持 续 发 电 方式。与传统的汽车石油燃料相比， 燃料电池具有零
排放 、 无振 动 噪 声 等 优点 ， 对 于缓 解 交 通 运 输 的能 源
燃 料 电池 是 一种 能 量 转换 装 置 ，它 按 电化 学 原 理， 即原 电池 的工 作 原理等 温地 把储 存 在燃 料 和氧化 剂 中的化学 能直 接转 化为 电能 。 燃料 电池工作 原理
还研 制 出一 只六 千 瓦的燃 料 电池 ， 并 用它 开 动叉 式起
图 １ 燃 料 电 池 工 作原 理 图
１ ． ２ 燃 料 电池 的特 点
ａ ． 效率高。 燃料 电池工作 时 直接将 化学 能转 化为
电能 ， 不受卡诺循环的限制 ， 是一种高效的新型能源。
其理 论能 量转 化效 率 可达 ７ ０ ％以上 。 但 由于各种极 化
Ａｐｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏｎ ａ ｎｄ ｄｅ ｖｅ ｌ ｏ ｐｍ ｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ａ ｔ ｕｓ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｆ ｕｅ ｌ ｃ ｅ ｌ ｌ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： ｈ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｗ ｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｐ ｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｅ ｌ ｃ ｅ ｌ ｌ ，ｅ ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｆ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｆ ｕ ｅ ｌ ｃ ｅ ｌ １ ．
综
述
燃 料 电池 钓 应 用 发 展 观 状
游一 东
（ 昆 山市公 共交 通有 限公 司 ）
摘要 ： 分 析 了燃 料 电 池 工 作 原 理 及 特 点 ， 重 点 阐述 了 燃 料 电池 的 分 类 、 应用及发展现状 。
关键 词 ： 燃 料 电池 工 作 原 理 电池 分 类 发 展 趋 势
如图 １ 所示 。
压力 、 降低尾气排放等都具有重要的作用 ； 与煤炭火
力发 电相 比 ， 燃 料 电 池具 有 负 荷 响 应性 好 、 高 可靠 度
等优点 ， 对于提高发电效率 、 减小环境压力等也有显 著的效 果 。 目前燃 料 电池技 术 己经 比较 成熟 ， 正在 逐
步 走 向市 场化 。 如燃 料 电池 作 为新型 能 源大量 用 于航
天、 潜水领域 ， 可为汽车提供动力， 如今一些笔记本 电
脑 和手 机也 开 始使 用燃 料 电池Ｉ － ． 。
１ 燃 料 电池工作原理及特 点
料 电池 的 发 展历 程 既 古 老 又年 轻 ，既 坎 坷 又 迅 捷， 该 技术 早 在 十 九世 纪就 已 出现 。 １ ９ ３ ２年 ， 英 国学 者Ｆ ． Ｔ ． Ｂ ａ ｃ ｏ ｎ （ 培根 ） 在 前 人 的研 究 经验 的基 础上 研 制 出了具 有实 用性 的培 根 电池 并获 得专 利 。１ ９ ５ ９年 ， 他
阿波罗登月计划的宇宙飞船提供动力。 培根电池使燃
２ ０ １ ７ ． １ ．Ｋ Ｅ Ｃ Ｈ Ｅ Ｊ Ｉ Ｓ Ｈ Ｕ《 客车技术 》 团
ｂ ． 环境 友好 。 燃 料 电池 可 以直接使 用 天然气 和 氢
气等可燃气体作为“ 燃料 ” ， 也可以将 甲醇 、 乙醇等液
体燃料或煤炭等固体燃料通过特殊的装置转化成一 氧化碳和氢气作为燃料 电池的原料气 。其中， 以氢气 作为原料气的燃料 电池是最理想 的燃料 电池 ， 在发电 过程中的产物是水 ，这就意味着燃料电池是 “ 零排 放” 。 若使用其他原料气 ， 应采取严格的脱硫和分离二 氧化碳措施 ， 几乎没有硫氧化合物和氮氧化合物的排 放， 二氧化碳排放量也极低 ， 可以说是对环境没有任
电池 反应 ： Ｈ ＋ ０ Ｈwenku.baidu.com２ ｏ
在 电解液 中 ，在 阳极 Ｏ Ｈ一 离 子失 去 电子产 生 水 ， 水 分 子 迁移 到 阴极 稀 释 了 电解 液 降低 了 电池 的 电导
料 电池 由实验走 向实用 ， 具有 里程 碑意 义１ ３ ， ４ Ｉ 。２ ０世 纪
６ ０年代 以来 ，燃料 电池进 入 了广 泛 的实 用性 开 发 阶 段 。到 目前 为 止燃 料 电池 技术 有 了飞 速 的发展 ， 且 在
行各业 得 到 了广 泛 的应用 。
１ ． １ 燃料 电池 工作 原理
何 污染 ［ ８ １ 。
由它们组成 的合金『 ｌ ｌ 】 。设计简单 ， 但不耐 Ｃ Ｏ ： ， 所以原 则上它必须采用纯氢和纯氧做为燃料。 Ａ Ｆ Ｃ中的电池
反应 如下 ：
阳极（ 负极 ） ： Ｈ ２ ＋ ２ ０ Ｈ ＝ － ＋ ２ Ｈ ２ Ｏ ＋ ２ ｅ 一 阴极 （ 正极 ） ： ０２ ＋ Ｈ ２ ０ ＋ ２ ｅ － － 一２ Ｏ Ｈ 一
的限制 ， 实际的能量转化效率约为 ４ ０ ％～ ６ ０ ％。 若实现 热电联供或联合循环发电， 燃料的总利用率则可高达 ８ ０ ％以上 ， 远高于普通 内燃机和蒸汽机的效 率 ， 而且
不 因负荷 的变 化而 影响 效率 【 ７ Ｉ 。
重车 、 圆锯 和 电焊机 。 培根 的研究 改进 后在 １ ９ ６ ９年 为
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｆ ｕｅ ｌ ｃ ｅ ｌ ｌ ，ｗｏｒ ｋｉ ｎｇ ｐｒ ｉ ｎ ｃ ｉ ｐｌ ｅ ，ｃ ｅ ｌ ｌ ｃ ｌ ａ ｓ ｓ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏｐ ｉ ｎｇ ｐ ｒ ｏ ｓ ｐｅ ｃ ｔ
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燃 料 电池 （ Ｆ ｕ ｅ ｌ Ｃ ｅ ｌ １ ） 是 一 种 将 存 在 于 燃 料 与 氧
化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置 。 人们把 它称 之 为继水 电 、 火 电和核 电之 后 的第 四种持 续 发 电 方式。与传统的汽车石油燃料相比， 燃料电池具有零
排放 、 无振 动 噪 声 等 优点 ， 对 于缓 解 交 通 运 输 的能 源
燃 料 电池 是 一种 能 量 转换 装 置 ，它 按 电化 学 原 理， 即原 电池 的工 作 原理等 温地 把储 存 在燃 料 和氧化 剂 中的化学 能直 接转 化为 电能 。 燃料 电池工作 原理
还研 制 出一 只六 千 瓦的燃 料 电池 ， 并 用它 开 动叉 式起
图 １ 燃 料 电 池 工 作原 理 图
１ ． ２ 燃 料 电池 的特 点
ａ ． 效率高。 燃料 电池工作 时 直接将 化学 能转 化为
电能 ， 不受卡诺循环的限制 ， 是一种高效的新型能源。
其理 论能 量转 化效 率 可达 ７ ０ ％以上 。 但 由于各种极 化
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摘要 ： 分 析 了燃 料 电 池 工 作 原 理 及 特 点 ， 重 点 阐述 了 燃 料 电池 的 分 类 、 应用及发展现状 。
关键 词 ： 燃 料 电池 工 作 原 理 电池 分 类 发 展 趋 势
如图 １ 所示 。
压力 、 降低尾气排放等都具有重要的作用 ； 与煤炭火
力发 电相 比 ， 燃 料 电 池具 有 负 荷 响 应性 好 、 高 可靠 度
等优点 ， 对于提高发电效率 、 减小环境压力等也有显 著的效 果 。 目前燃 料 电池技 术 己经 比较 成熟 ， 正在 逐
步 走 向市 场化 。 如燃 料 电池 作 为新型 能 源大量 用 于航