氫燃料電池,氫燃料電池的基本原理，特點，應(yīng)用
氫燃料電池發(fā)電的基本原理是電解水的逆反應(yīng)，燃料電池的產(chǎn)物是電和水。具體反應(yīng)過程為：電池陽極上的氫在催化劑作用下分解為質(zhì)子和電子，帶陽電荷的質(zhì)子穿過隔膜到達陰極，帶陰電荷的電子則在外部電路運行，從而產(chǎn)生電能。在陰極上的氧離子在催化劑作用下和電子、質(zhì)子化合反應(yīng)成水。電池組通過像這樣大量串聯(lián)的燃料電池，就可以產(chǎn)生足夠的電能來驅(qū)動汽車。
氫燃料電池與普通電池的區(qū)別主要在于：干電池、蓄電池是一種儲能裝置，是把電能貯存起來，需要時再釋放出來；而氫燃料電池嚴格地說是一種發(fā)電裝置，像發(fā)電廠一樣，是把化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學發(fā)電裝置。
( 1 ) 無污染。燃料 電池對環(huán) 境無污染。它是通過 電化學反應(yīng) ， 而不是采用燃燒( 汽、柴油)或儲能( 蓄電池) 方式——最典型的傳統(tǒng)后備 電源方案。燃燒會釋放象COx、NOx、S Ox氣體和粉塵等污染物。如上所述， 燃料電池只會產(chǎn)生水和熱。如果 氫是通過可再生能源產(chǎn)生的( 光伏電池板、風能發(fā)電等) ， 整個循環(huán)就是徹底的不產(chǎn)生有害物質(zhì)排放的過程。
( 2 ) 無噪聲。燃料電池運行安靜， 噪聲大約只有5 5 d B， 相當于人們正常交談的水平。這使得燃料電池適合于室內(nèi)安裝， 或是在室外對噪聲有限制的地方。
( 5 ) 高效率。燃料電池的發(fā)電效率可以達到5 0 ％以上， 這是由燃料電池的轉(zhuǎn)換性質(zhì)決定的，直接將化學能轉(zhuǎn)換為電能， 不需要經(jīng)過熱能和機械‘ H a ( 發(fā)電機) 的中間變換。
20世紀60年代，氫燃料電池就已經(jīng)成功地應(yīng)用于航天領(lǐng)域。往返于太空和地球之間的“阿波羅”飛船就安裝了這種體積小、容量大的裝置。進入70年代以后，隨著人們不斷地掌握多種先進的制氫技術(shù)，很快，氫燃料電池就被運用于發(fā)電和汽車。
大型電站，無論是水電、火電或核電，都是把發(fā)出的電送往電網(wǎng)，由電網(wǎng)輸送給用戶。但由于各用電戶的負荷不同，電網(wǎng)有時呈現(xiàn)為高峰，有時則呈現(xiàn)為低峰，這就會導致停電或電壓不穩(wěn)。另外，傳統(tǒng)的火力發(fā)電站的燃燒能量大約有70%要消耗在鍋爐和汽輪發(fā)電機這些龐大的設(shè)備上，燃燒時還會消耗大量的能源和排放大量的有害物質(zhì)。而使用氫燃料電池發(fā)電，是將燃料的化學能直接轉(zhuǎn)換為電能，不需要進行燃燒，能量轉(zhuǎn)換率可達60%～80%，而且污染少、噪音小，裝置可大可小，非常靈活。
