氫燃料電池原理

氫燃料電池原理

氫燃料電池是以氫氣和氧氣（空氣）為反應氣體，利用質子交換膜技術實現氫氣的氧化和氧氣的還原，從而產生電

壓和反應生成的水。

　　1.1 在電池的一端, 氫氣通過導氣板到達陽極，在催化劑的作用下，發生如下陽極反應：

　　 (1)

　　反應生成物中，氫離子(質子) 穿過陽極和陰極之間的固體電解質膜到達陰極，電子通過外電路也到達陰極。

　　1.2 在電池的另一端，氧氣通過導氣板到達陰極，在催化劑的作用下，發生如下陰極反應：

　　 (2)

　　1.3 總的化學反應如下：

　　 (3)

　　連續不斷地向電池輸送氫氣和氧氣，電子就會在外電路連續運動形成電流，從而可以向負載輸出電能。

　　2. 車用氫燃料電池電堆**性分析

　　如圖2所示，1、3為端板，2、6為密封墊片，3、5為電流收集片，4為質子交換膜組件。此圖是單片電堆，實際車用

的電堆少則幾十片，多則上百片。

　　影響氫燃料電池電堆**性的因素主要有以下幾個方面：

　　2.1 電**性：轎車用單個電堆工作時輸出電壓*高可達150V，多個電堆串聯后電壓更高。如此之高的輸出電壓對

車內乘客的**造成威脅，這就對電堆的絕緣強度和介電強度提出了要求。在這個方面，電堆的**性和電動汽車、混

合動力汽車用動力蓄電池的**性有著共通之處，例如對絕緣等級、介電強度、高壓防護等方面的要求。

　　2.2 氫氣**性：氫燃料電池電堆工作時需要通入大量的氫氣。眾所周知，氫氣是可燃易爆氣體，其爆炸濃度限值

范圍甚廣，見表1。