氢氧燃料电池反应原理及工作原理 - 电池中国网

氢氧燃料电池是以氧气作为氧化剂，以氢气作为燃料，然后通过燃料的各种化学反应，进而将产生的化学能转化为电能有一种电池。

氢氧燃料电池具有容量大、 ... 电池中国网  >  产业链  >  产业研究  >  前沿技术 氢氧燃料电池反应原理及工作原理 发布时间：2018-02-2410:56:00 关键词：氢氧燃料电池燃料电池 　　氢氧燃料电池是以氧气作为氧化剂，以氢气作为燃料，然后通过燃料的各种化学反应，进而将产生的化学能转化为电能有一种电池。

氢氧燃料电池具有容量大、比能量高、转化效率高和功率范围广等多个优点。

氢氧燃料电池和一般电池有着很大区别，一般电池的活性物质是被存放在电池的内部的，所以储存的活性物质的量的多少决定电池的容量。

而燃料电池的活性物质是可以被源源不断地输入的。

今天小编就来给大家介绍一下氢氧燃料电池的一些知识。

　　氢氧燃料电池的分类　　氢氧燃料电池按电池结构和工作方式分为离子膜、培根型和石棉膜三类。

　　1、离子膜氢氧燃料电池　　用阳离子交换膜作电解质的酸性燃料电池，现代采用全氟磺酸膜。

电池放电时，在氧电极处生成水，通过灯芯将水吸出。

这种电池在常温下工作、结构紧凑、重量轻，但离子交换膜内阻较大，放电电流密度小。

　　2、培根型燃料电池　　属碱性电池。

氢、氧电极都是双层多孔镍电极（内外层孔径不同），加铂作催化剂。

电解质为80%～85%的苛性钾溶液，室温下是固体，在电池工作温度（204～260°C）下为液体。

这种电池能量利用率较高，但自耗电大，起动和停机需较长的时间（起动需24小时，停机17小时）。

　　3、石棉膜燃料电池　　也属碱性电池。

氢电极由多孔镍片加铂、钯催化剂制成，氧电极是多孔银极片，两电极夹有含35%苛性钾溶液的石棉膜，再以有槽镍片紧压在两极板上作为集流器，构成气室，封装成单体电池。

放电时在氢电极一边生成水，可以用循环氢的办法排出，亦可用静态排水法。

这种电池的起动时间仅15分钟，并可瞬时停机。

比磷酸铁锂电池要更环保。

　　氢氧燃料电池的优点　　1、材料价廉　　2、操作简单　　3、安全　　4、高效　　5、无污染　　氢氧燃料电池工作原理　　燃料电池是一种化学电池，它利用物质发生化学反应时释出的能量，直接将其变换为电能。

从这一点看，它和其他化学电池如锰干电池、铅蓄电池等是类似的。

但是，它工作时需要连续地向其供给反应物质——燃料和氧化剂，这又和其他普通化学电池不大一样。

由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出，所以被称为燃料电池。

具体地说，燃料电池是利用水的电解的逆反应的“发电机”。

它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质板所组成。

最初，电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成，现在正发展为直接使用固体的电解质。

　　工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气，起作用的成分为氧气）。

氢在负极分解成正离子H+和电子e-。

氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。

用电的负载就接在外部电路中。

在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。

这正是水的电解反应的逆过程。

　　利用这个原理，燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电，所以也可称它为一种“发电机”。

　　一般来讲，书写燃料电池的化学反应方程式，需要高度注意电解质的酸碱性。

在正、负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系。

如氢—氧燃料电池有酸式和碱式两种，在酸溶液中负极反应式为：2H2-4e-==4H+正极反应式为：O2+4H++4eˉ== 2H2O；如是在碱溶液中，则不可能有H+出现，在酸溶液中，也不可能出现OHˉ。

　　若电解质溶液是碱、盐溶液则负极反应式为：2H2+4OHˉ-4eˉ==4H20正极为：O2+2H2O+4eˉ==4OHˉ　　若电解质溶液是酸溶液则负极反应式为：2H2-4eˉ=4H+（阳离子），正极为：O2+4eˉ+4H+=2H2O　　记忆规律如下：　　碱性条件下，容易记住正极的O2、H2O、eˉ、4OHˉ前面的系数分别为1、2、2、4，再用总反应方程式减去上式即可。

酸性条件下，易记住负极反应式（4H+）+（-4eˉ）=2H2，通过移项可以得到所需要的方程式，同样用总反应式减上式得到正极反应式。

　　氢氧燃料电池工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气。

氢、氧气在电极上的催化剂作用下，通过电解质生成水。

这时在氢电极上有多余的电子而带负电，在氧电极上由于缺少电子而带正电。

接通电路后，这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行。

　　电极反应式　　氢氧燃料电池（中性介质）：　　正极：O2+2H2O+4e-→4OH-　　负极：2H2-4e-→4H+　　总反应式：2H2+O2==2H2O　　氢氧燃料电池（酸性介质）：　　正极：O2+4H++4e-→2H2O　　负极：2H2-4e-→4H+　　总反应式：2H2+O2==2H2O　　氢氧燃料电池（碱性介质）：　　正极：O2+2H2O+4e-→4OH-　　负极：2H2-4e-+4OH-→4H2O　　总反应式：2H2+O2==2H2O 稿件来源：电子发烧友 相关阅读： 说点什么吧 发布 验证码： 最新评论 我的评论 热门栏目 独家观察 行业政策 锂电池 燃料电池 关于我们|联系我们|隐私政策|征稿|产品服务|招贤纳士|网站地图|标签地图