化學(xué)問(wèn)題

【專家解說(shuō)】：其主要原理是：燃料電池等溫地按電化學(xué)方式直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。它不經(jīng)過(guò)熱機(jī)過(guò)程，因此不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)化效率高（40－60％）；幾乎不產(chǎn)生NOx和SOx的排放。而且，CO2的排放量也比常規(guī)發(fā)電廠減少40％以上。正是由于這些突出的優(yōu)越性，燃料電池技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)倍受各國(guó)政府與大公司的重視，被認(rèn)為是21世紀(jì)首選的潔凈、高效的發(fā)電技術(shù)。 燃料電池不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)不斷從外界輸入氧化劑和還原劑，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。因此，燃料電池是名符其實(shí)的把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能連續(xù)和直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換機(jī)器”。能量轉(zhuǎn)換率很高。可達(dá)80％以上，為熱機(jī)效率的一倍多。燃料電池的高能量轉(zhuǎn)換率可達(dá)到節(jié)省燃料的目的。其次，燃料在空氣中燃燒時(shí)要產(chǎn)生大量的煙、霧、塵和有害氣體污染大氣，危害生態(tài)環(huán)境，而燃料電池不會(huì)產(chǎn)生這些污染問(wèn)題。所以科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將成為下世紀(jì)世界上獲得電力的重要途徑，是繼水力、火電、核能發(fā)電之后的第四類發(fā)電——化學(xué)能發(fā)電。 燃料電池以還原劑（如氫氣、聯(lián)氨、甲醇、煤氣、天然氣等）為負(fù)極反應(yīng)物；以氧化劑（如氧氣、空氣等）為正極反應(yīng)物。為了使燃料便于進(jìn)行電極反應(yīng)，要求電極材料兼具有催化劑的特性。可用多孔碳、多孔鎳、鉑、鈀等貴金屬以及聚四氟乙烯等作電極材料。電解質(zhì)則有堿性、酸性、熔融鹽和固體電解質(zhì)以及高聚物電解質(zhì)離子交換膜等數(shù)種。表4．5中列舉出一些燃料電池的電解質(zhì)、陽(yáng)極和陰極材料的名稱和工作性能。