燃料电池：基本概念与特点

1）燃料电池的定义

燃料电池是直接将燃料的化学能转化为电能的发电装置。将燃料和空气分别送入燃料电池后，就可从其正极和负极输出电能。从表面上看，燃料电池与蓄电池一样，有正、负极和电解质等，但燃料电池不能通过充电的方法“储电”，只是一个通过消耗燃料来输出电能的发电装置。

2）燃料电池的分类

（1）按燃料电池的运行机理分

根据燃料电池运行机理的不同，燃料电池可分为酸性燃料电池和碱性燃料电池。

（2）按电解质分

根据燃料电池中使用的电解质种类不同，燃料电池可分为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）、再生型燃料电池（RFC）、锌空气燃料电池。

（3）按燃料使用类型分

根据燃料电池燃料使用类型的不同，燃料电池可分为直接型燃料电池、间接型燃料电池、再生型燃料电池。

（4）按燃料种类分

根据燃料电池使用燃料种类的不同，燃料电池可分为氢燃料电池、甲醇燃料电池、乙醇燃料电池等。

3）燃料电池与蓄电池的区别(www.xing528.com)

燃料电池实际上就是一个电化学反应器，虽然也是通过活性物质（燃料及氧化剂）的电化学反应产生电能，但是它与普通化学蓄电池不同，不同之处在于：

①燃料电池通过电化学反应转化为电能的活性物质不在其内部，而是从其外部输入。

②燃料电池放电过程所消耗的活性物质无须通过充电来还原，只需要向电池内不断输入燃料及氧化剂，并将电化学反应产物及时排出即可持续提供电能。

③燃料电池本体只决定电池的输出功率，而燃料电池能量的大小则取决于外部可输入的燃料和氧化剂。因此，燃料电池的比能量可以很高，而续驶里程主要取决于燃料的储备容量。

④燃料电池的内部结构和系统的控制比较复杂，尤其是放电控制不如普通化学电池方便。

4）燃料电池与原动机辅助动力单元的区别

原动机辅助动力单元由燃油发动机和发电机组成，燃料的化学能通过燃烧转化为热能，再由热机转化为机械能，最后通过发电机转化为电能。燃料电池则是将燃料和氧化剂直接转化为电能。相比于原动机辅助动力单元，其具有以下特点：

①燃料电池的燃料通过电化学反应直接转化为电能，没有燃烧转化为热能的过程，因而无燃料燃烧排放物，对环境污染很小。

②燃料电池的氧化还原反应不在同一地点，在负极进行氧化反应，在正极进行还原反应；而发动机燃料燃烧所进行的氧化还原反应在同一地点，反应后释放热能。由于燃料电池的能量转换过程不受卡诺循环的限制，也无须通过机械能转换为电能，所以能量转换效率高。

③燃料电池无内燃机的工作噪声，也无机械传动装置的工作噪声，因此，燃料电池本身的工作噪声很小。