燃料電池的工作原理

【專家解說】：燃料電池是一種化學(xué)電池，由于它的工作物質(zhì)主要是可燃性氣體——氫，因而它被稱為燃料電池。它利用物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放的能量，直接將其變換為電能。從這一點(diǎn)看，它和其他化學(xué)電池如鉛蓄電池、錳干電池等是類似的。但是，它工作時(shí)可以不添加燃料，長時(shí)間連續(xù)進(jìn)行工作，不像原電池那樣，電池中的化學(xué)物質(zhì)完全進(jìn)行過化學(xué)反應(yīng)后，也就壽終正寢了。具體地說，燃料電池是利用水的電解的逆反應(yīng)的“發(fā)電機(jī)”。它由正極、負(fù)極和夾在正負(fù)極中間的電解質(zhì)板組成。最初，電解質(zhì)板是利用電解質(zhì)滲入多孔的板而形成，現(xiàn)在正發(fā)展成為直接使用固體的電解質(zhì)。在工作時(shí)向負(fù)極供給燃料(氫)，向正極供給氧化劑(空氣)。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。這正是水的電解反應(yīng)的逆過程。利用這個(gè)原理，燃料電池便可以工作時(shí)源源不斷地向外部輸電，所以也可稱它為一種“發(fā)電機(jī)”。