燃料電池是一種將儲(chǔ)存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能,直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。當(dāng)源源不斷地從外部向燃料電池供給燃料和氧化劑時(shí),它可以連續(xù)發(fā)電。依據(jù)電解質(zhì)的不同,燃料電池分為堿性燃料電池(AFC)、磷酸型燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)及質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)等。按燃料電池所用原始燃料的類型,大致分為
氫燃料電池、甲烷燃料電池、甲醇燃料電池和汽油燃料電池。燃料電池不受卡諾循環(huán)限制,能量轉(zhuǎn)換效率高,潔凈、無污染、噪聲低,模塊結(jié)構(gòu)、積木性強(qiáng)、比功率高,既可以集中供電,也適合分散供電。
使用燃料電池發(fā)電,是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能,不需要進(jìn)行燃燒,沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件,理論上能量轉(zhuǎn)換率為100%,裝置無論大小實(shí)際發(fā)電效率可達(dá)40%~60%,可以實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)用,沒有輸電輸熱損失,綜合
能源效率可達(dá)80%,裝置為集木式結(jié)構(gòu),容量可小到只為手機(jī)供電、大到和目前的火力發(fā)電廠相比,非常靈活。
燃料電池其原理與一般電池相同。其單體電池是由正負(fù)兩個(gè)電極(負(fù)極即燃料電極和正極即氧化劑電極)以及電解質(zhì)組成。不同的是一般電池的活性物質(zhì)貯存在電池內(nèi)部,因此,限制了電池容量。而燃料電池的正、負(fù)極本身不包含活性物質(zhì),只是個(gè)催化轉(zhuǎn)換元件。因此燃料電池是名副其實(shí)的把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器。電池工作時(shí),燃料和氧化劑由外部供給,進(jìn)行反應(yīng)。原則上只要反應(yīng)物不斷輸入,反應(yīng)產(chǎn)物不斷排除,燃料電池就能連續(xù)地發(fā)電。
燃料電池具有高效率、無污染、建設(shè)周期短、易維護(hù)以及成本低的特點(diǎn),它不僅是汽車最有前途的替代
清潔能源,還能廣泛用于航天飛機(jī)、潛艇、水下機(jī)器人、通訊系統(tǒng)、中小規(guī)模電站、家用電源,又非常適合提供移動(dòng)、分散電源和接近終端用戶的電力供給,還能解決電網(wǎng)調(diào)峰問題。隨著燃料電池的商業(yè)化推廣,市場(chǎng)前景十分廣闊。人們預(yù)測(cè),燃料電池將成為繼火電、水電、核電后的第四代發(fā)電方式,它將引發(fā)21世紀(jì)
新能源與環(huán)保的綠色革命。