燃料電池（Fuel Cell, FC）從1839年問世以來，已經(jīng)經(jīng)過了160多年的發(fā)展。直到20世紀(jì)60年代，燃料電池作為航空器的動(dòng)力源，才得到了實(shí)際的應(yīng)用。1993年加拿大的巴拉德公司證實(shí)了燃料電池汽車可以與燃油汽車等同的效能。而后的許多廠家都開始了燃料電池的研究。目前有5種燃料電池，由于質(zhì)子交換膜燃料電池能在常溫下工作，所以成為研究最為活躍，進(jìn)展也最快的燃料電池，目前汽車上用的燃料電池多為質(zhì)子交換膜燃料電池。

工作原理

燃料電池是一種將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能通過電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料電池通常由三部分組成，即陽極(A)、陰極(C)和電解液(E)，陽極為燃料電極，在催化劑作用下發(fā)生氧化反應(yīng)并匯出電子到外電路。陰極在催化劑作用下發(fā)生還原反應(yīng)，并從外電路接受電子。電解液用于傳遞燃料反應(yīng)的離子和電子。

若電解質(zhì)溶液是堿溶液：
負(fù)極反應(yīng)式為：2H2 + 4OHˉ-4eˉ== 4H20
正極為：O2 + 2H2O + 4eˉ== 4OHˉ

若電解質(zhì)溶液是鹽溶液：
負(fù)極反應(yīng)式為：2H2-4eˉ=4H+（陽離子），
正極為：O2+4eˉ+2H2O=4OHˉ

工作時(shí)向負(fù)極供給燃料（氫），向正極供給氧化劑（空氣，起作用的成分為氧氣）。氫在負(fù)極分解成正離子H+和電子e-。氫離子進(jìn)入電解液中，而電子則沿外部電路移向正極。用電的負(fù)載就接在外部電路中。在正極上，空氣中的氧同電解液中的氫離子吸收抵達(dá)正極上的電子形成水。是水的電解反應(yīng)的逆過程。

燃料電池的效能解析

燃料電池是一個(gè)能量生成裝置，并且一直產(chǎn)生能量，直到燃料耗盡。它的優(yōu)越性在于高效率的把燃料轉(zhuǎn)化為電能，工作安靜，以純氫為燃料時(shí)可以實(shí)現(xiàn)零排放，燃料補(bǔ)充迅速，并且燃料容易獲得。缺點(diǎn)是現(xiàn)在的應(yīng)用技術(shù)還需要進(jìn)一步的提高，還存在一定的安全問題和價(jià)格問題。

燃料電池的特點(diǎn)

1、能量轉(zhuǎn)化效率高。

2、有害氣體SOx、NOx及雜訊排放都很低。

3、燃料適用范圍廣。

4、積木化強(qiáng)　規(guī)模及裝載地點(diǎn)靈活，燃料電池電站占地面積小，建設(shè)周期短，電站功率。

5、可根據(jù)需要由電池堆組裝，十分方便。

6、負(fù)荷回應(yīng)快，執(zhí)行品質(zhì)高

燃料電池的具體應(yīng)用：

1、電動(dòng)汽車，電動(dòng)自行車，潛艇以及能源備用體系。

2、可攜式裝置的備用電源：手機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，筆記型電腦電腦等等。

燃料電池的發(fā)展前景

90年代以來燃料電池成為各個(gè)發(fā)達(dá)國家競相開發(fā)的電動(dòng)車電池。加拿大、美國、日本、德國等國家處于領(lǐng)先地位，其中以加拿大的巴拉德公司最為先進(jìn)。燃料電池電動(dòng)車是唯一能與燃油汽車相比的電動(dòng)車，但仍面臨著一家族無法克服的技術(shù)和市場化障礙，未來可能有一定的生存空間。

燃料電池汽車要達(dá)到商品化還要克服許多困難，高額的開發(fā)費(fèi)用更是限制它發(fā)展的原因。但是在未來的5~10年內(nèi)，燃料電池技術(shù)必將得到飛速的發(fā)展。