氢燃料电池原理

氢燃料电池原理

氢燃料电池是以氢气和氧气（空气）为反应气体，利用质子交换膜技术实现氢气的氧化和氧气的还原，从而产生电

压和反应生成的水。

　　1.1 在电池的一端, 氢气通过导气板到达阳极，在催化剂的作用下，发生如下阳极反应：

　　 (1)

　　反应生成物中，氢离子(质子) 穿过阳极和阴极之间的固体电解质膜到达阴极，电子通过外电路也到达阴极。

　　1.2 在电池的另一端，氧气通过导气板到达阴极，在催化剂的作用下，发生如下阴极反应：

　　 (2)

　　1.3 总的化学反应如下：

　　 (3)

　　连续不断地向电池输送氢气和氧气，电子就会在外电路连续运动形成电流，从而可以向负载输出电能。

　　2. 车用氢燃料电池电堆**性分析

　　如图2所示，1、3为端板，2、6为密封垫片，3、5为电流收集片，4为质子交换膜组件。此图是单片电堆，实际车用

的电堆少则几十片，多则上百片。

　　影响氢燃料电池电堆**性的因素主要有以下几个方面：

　　2.1 电**性：轿车用单个电堆工作时输出电压*高可达150V，多个电堆串联后电压更高。如此之高的输出电压对

车内乘客的**造成威胁，这就对电堆的绝缘强度和介电强度提出了要求。在这个方面，电堆的**性和电动汽车、混

合动力汽车用动力蓄电池的**性有着共通之处，例如对绝缘等级、介电强度、高压防护等方面的要求。

　　2.2 氢气**性：氢燃料电池电堆工作时需要通入大量的氢气。众所周知，氢气是可燃易爆气体，其爆炸浓度限值

范围甚广，见表1。