燃料电池基础

1、燃料電池基礎 第一章 燃料電池簡介2标题1.燃料電池基本介紹 什麼是燃料電池 一個簡單的燃料電池2.燃料電池的性能與種類 燃料電池的優點 燃料電池的缺點 燃料電池的種類3.燃料電池的基本工作流程 燃料電池的基本工作流程4.總結一 燃料電池基本介紹燃料電池基本介紹 燃料電池(Fuel Cell)是一種將存在於燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池，電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等，像一個蓄電池，但實質上它不能“儲電”而是一個“發電廠”。但是，它需要電極和電解質以及氧化還原反應才能發電。參見下圖1.1. 燃料電池基本介紹 在燃料電池中，氫氣的

2、電化學反應可以分解成兩個半電化學反應： 、 燃料電池就是透過這兩個反應從空間上分割開來，由燃料轉換來的電子會在上述反應完成之前通過外部電路流出（構成電流）并完成做功。 這個空間的隔離是由電解質來完成的。電解質是一種只允許離子通過而不允許電子通過的材料。 e222HHOHHO22e2221一個簡單的燃料電池右圖是一個最簡單的氫氧燃料電池。它由兩個浸泡在硫酸溶液中的鉑電極組成。左邊的電極通入氫氣分離出氫離子與電子。電子通過導線從左邊流向右邊。當電子到達右邊電極時。他們按照反應公式生成水。如果在電子的路徑上加一個電子負載，那麼這些流動的電子將為電子負載提供功率，使小燈泡亮起來。二 燃料電池的優缺點燃

3、料電池的優缺點 1.優點 燃料電池直接把化學能轉換成電能，因此轉換效率通常高於內燃機。而且燃料電池可以說是理想的完全固定式機械構造，沒有可移動的零件。這樣的系統基本上具有高可靠性和長壽命。燃料電池的運作非常安靜，並且生成物的排放率也幾乎等於零。 不像一般電池，燃料電池允許隨意的縮放功率和容量。相對於一般電池而言，燃料電池具有提供更高能量密度的能力，並且可以靠快速的補充燃料替代緩慢的充電過程。燃料電池的缺點 燃料电池造价偏高：车用PEMFC之成本中质子交换隔膜(USD300/m2)约占成本之35%;铂触媒约占40%，二者均为贵重材料。 反应/启动性能：燃料电池的启动速度尚不及内燃机引擎。反应性可

4、藉增加电极活性、提高操作温度及反应控制参数来达到，但提高稳定性则必须避免副反应的发生。反应性与稳定性常是鱼与熊掌不可兼得。 碳氢燃料无法直接利用：除甲醇外，其它的碳氢化合物燃料均需经过转化器、一氧化碳氧化器处理产生纯氢气后，方可供现今的燃料电池利用。这些设备亦增加燃料电池系统之投资额。 氢气储存技术：FCV的氢燃料是以压缩氢气为主，车体的载运量因而受限，每次充填量仅约2.53.5公斤，尚不足以满足现今汽车单程可跑480650公里的续航力。以-253保持氢的液态氢系统虽已测试成功，但却有重大的缺陷：约有1/3的电能必须用来维持槽体的低温，使氢维持于液态，且从隙缝蒸发而流失的氢气约为总存量的5%。 氢燃料基础建设不足：氢气在工业界虽已使用多年且具经济规模，但全世界充氢站仅约70站，仍值示范推广阶段。此外，加气时间颇长，约需时5分钟，尚跟不上工商时代的步伐。四種燃料電池的對比三 燃料電池的工作流程 前一張幻燈片是一個詳細的平板式燃料電池的截面圖。如圖所示，燃料電池的工作順序如下 1.反應物輸入到燃料電池； 2.電化學反應； 3.離子透過電解質傳導。電子透過外部電路傳導； 4.反應生成物從燃料電池中排出。四 總結 我從燃料電池基礎的第一章中了解到了許多關於燃料電池的基礎知識，也認識到了燃料電池技