1燃料动力电池

燃料动力电池是一种不断输入燃料进行化学反应，将化学能直接转化为电能的装置[4]，燃料通常为甲醇、乙醇、纯氢气、天然气及汽油等。

离子交换膜燃料动力电池中，以氢氧为燃料的电池最常见，通过特殊催化剂使燃料与氧发生反应出现二氧化碳和水。这一过程的燃料廉价，化学反应不存在危险，二氧化碳排放量比一般方法低很多，生成的产物水无害，是一种低污染性的能源[5]，这是现今其他动力来源望尘莫及的。目前，计算机和汽车公司开始着力于开发燃料动力电池以替代传统的电池电源，汽车领域中燃料动力电池的应用，已成为能源发展的必然趋势

作为一种能量转化装置，燃料动力电池是按照原电池工作原理，直接将燃料和氧化剂中储存的化学能转化为电能，其反应实质是氧化还原反应，工作原理如图1所示。

燃料动力电池重要由阳极、阴极、电解质和外部电路4部分组成，其阳极和阴极分别通入燃料气和氧气（空气），阳极上燃料气放出电子，外电路传导电子到阴极并与氧化气结合生成离子，在电场用途下，离子通过电解质转移到阳极上再与燃料气进行反应，最后形成回路出现电。与此同时，因为燃料自身的反应及电池存在的内阻，燃料动力电池也要排出一定的热量，以保持电池恒定的工作温度。从外表上看像一个蓄电池，但实质上它不能「储电」而是一个「发电厂」。

其中，阴阳极不仅可以传导电子，还能作为氧化还原反应的催化剂。为便于反应气体的通入和产物的排出，两极往往采用多孔结构。电解质则重要起到传递离子和分离燃料气、氧化气的用途，一般情况下为致密结构。

燃料动力电池作为一个转换装置，仅仅是将存储于燃料物质中的化学能转换成电能[7]。从原则上讲，只要接连不断地供给化学燃料，燃料动力电池就可以持续不断的发电，这是继核电、水力、火力之后的第4代发电技术。

燃料动力电池成为国内外公司的关注热点，这重要是源于它自身的优点：

能量转化效率高；

燃料选择范围广；

清洁、污染少；

噪声低；

比能量高、可靠性强；

负荷响应快，具有超强的适用能力。

尽管燃料动力电池拥有如此多吸引人的优势，可它在运行推广过程中仍然有一些不足，重要存在的问题是[9]：

成本较高；

功率密度仍需提高；

燃料的存储；

关于环境毒性比较敏感；

有限的工作温度兼容性。

目前，应用得较多是质子交换膜燃料动力电池和碱性燃料动力电池。质子交换膜燃料动力电池（PEMFC）是近些年快速发展起来的新一代燃料动力电池，具有较高的能量效率和能量密度、体积重量小、启动速度最快、运行安全可靠、应用最为广泛等优点，特别是在汽车方面应用较为深广，PEMFC是正在开发的商用燃料动力电池。