氢燃料电池技术背景
氢燃料电池是一种电化学装置，可将氢和氧转化为水，在此过程中产生电和热。它很像一个电池，当你从中吸取能量时，它可以再充电。它提供直流电压，可用于驱动电机、灯具和任何数量的电器。
燃料电池与传统电池的不同之处在于，活性物质（燃料和氧气）不包含在电池内，而是由外部供应。纯或相当纯的氢气将是燃料电池的首选燃料。或者，从碳氢燃料（如天然气、甲烷、液化石油气和液态石油产品）中获得的不纯氢可作为燃料用于燃料电池。
燃料电池是一种电化学能量转换装置。燃料电池将化学物质氢和氧转化为水，并在此过程中产生电能。是一种通过化学反应产生电能的装置。每个燃料电池有两个电极，一个正极和一个负极，分别称为阴极和阳极。产生电的反应发生在电极上。
由于全球能源危机、全球变暖的问题。由于地理条件，每个地方都无法获得不同的可再生能源。燃料电池提供了一种替代的高效无污染电源，该电源不会产生噪音，也不会产生运动部件。预计到2050年，全球能源需求将增长2至3倍。这就要求通过众所周知的能源，最好是用于商业开发的可再生能源，优化能源的生产。
原理分析
以电池的运行机理可分为酸性燃料电池和碱性燃料电池。
按电解质种类分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、碱性料电池（AFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、直接甲醇燃料电池（ DMFC）等。
工作温度范围分为低温型（低于200 ℃）、中温型（200 ℃～750 ℃）和高温型（高于750 ℃）燃料电池。通常AFC 、PEMFC为低温燃料电池，PAFC 、MCFC和DMFC 为中温燃料电池，而SOFC则为高温燃料电池。
车用氢燃料电池工作条件不受环境温度的影响，在低负荷或高负荷下均能高效率工作，输出高密度电流，无需维护，还具有很强的耐振性和耐冲击性，能满 足这些条件的首推是以纯氢气为燃料的PEMFC。
质子交换膜燃料电池工作原理：
在催化剂作用下，燃料电池阳极上的氢分解为质子和电子，质子穿过隔膜到 达阴极，电子在外部电路运行产生电能。同时，在催化剂作用下，阴极上的 氧与质子发生化合反应生成水 。氢燃料不断输入，电化学反应不断进行，持 续电流即可带动负载工作。
燃料电池的类型：
一般来说，所有的燃料电池都有相同的基本结构——一个电解液和两个电极不同类型的燃料电池根据所用电解液的种类进行分类，所用电解液的类型决定了发生的化学反应的种类和操作的温度范围。
对燃料电池的要求：
1、氢燃料通过场流板流向燃料电池一侧的阳极，而氧化剂（氧气或空气）则流向电池另一侧的阴极。
2、在阳极上，铂电解槽会导致氢分解成正电氢离子（质子）和带负电的电子。
3、聚合物电解质（PEM）允许只有带正电荷的离子才能通过通过它到达阴极。带负电的电子必须运动沿着外部电路到阴极，创建电流。
4、在阴极，电子和带正电的氢离子与氧结合形成水，水从电池中流出。
新技术优势与不足分析
优势：
燃料电池系统是环保型的。转换效率高。极低的排放。无噪音的操作在居民区很容易接受。没有活动部件。可在任何位置使用。因此，输电和配电损耗更小。与传统设备一样，不需要冷却塔。与传统工厂相比，所需空间更少。
不足：
燃料电池的主要缺点是初始成本高，使用寿命短。
新技术应用案例分析
燃料电池的应用可在以下领域进行讨论。
国内电力；
中央发电站；
汽车；
特殊应用。
就汽车行业而言，燃料电池是自然清洁剂，低/零排放，燃料电池电动汽车（FCEV）是所有车辆中污染最小的。每年减少350万磅以上的二氧化碳排放量（使用天然气）。人身安全方面，燃料电池是可靠性和高质量的电源，能源安全，坚固耐用，安静运行。环境效益而言，燃料电池可以减少今天的空气污染，并为将来消除污染提供了可能性，这些燃料电池汽车的唯一副产品是水和热，轻盈耐用，电池可更换/替代。
铂是燃料电池的关键成分。铂催化剂价格昂贵，所以燃料电池系统的费用也很高。燃料电池必须获得大众市场的认可才能成功。在燃料电池运行过程中会产生极热。它必须需要散热装置。氢燃料储存起来很危险，必须使用气密压力容器来储存氢燃料。潜在的氢燃料具有很强的爆炸性，因此必须谨慎使用。系统大小方面，当前燃料电池系统的尺寸和重量必须减小，以获得市场认可，尤其是汽车。
有前途的技术在不久的将来最适合市场使用，市场广泛接受，还有很多年才能使用。
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