超全，一文搞懂燃料电池系统的设计与研究！

作者：漫谈君 

燃料是提供动力的源泉，由于石油资源的枯竭，可再生能源的开发就变得十分紧迫，燃料电池就进入了大家的视野，现在许多公司已经有很大的突破了！

一、前言

随着汽车工业的迅猛发展和汽车保有量的飞速增长，全球石油资源递减和环境污染等问题却日益突出。世界各国政府开始投入大量的人力、物力、财力竞相研制和开发旨在以节能、环保为终极目标的混合动力汽车、纯电动汽车等新能源汽车。电动汽车作为一种节能、无污染的理想“零排放”汽车，理所当然地受到了广泛的关注与重视，并在今后汽车工业的发展中占有越来越重要的地位。

二、燃料电池的定义

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器。它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。燃料电池理论上可在接近100%的热效率下运行，具有很高的经济性。目前实际运行的各种燃料电池，由于种种技术因素的限制，再考虑整个装置系统的耗能，总的转换效率多在45%～60%范围内，如考虑排热利用可达80%以上。

此外，燃料电池装置不含或含有很少的运动部件，工作可靠，较少需要维修，且比传统发电机组安静。另外电化学反应清洁、完全，很少产生有害物质。所有这一切都使得燃料电池被视作是一种很有发展前途的能源动力装置。

三、燃料电池的分类

目前，有5种已知的燃料电池类型，其名称与采用的相应的电解质有关。

1、碱性燃料电池（AFC）

碱性燃料电池采用氢氧化钾溶液作为电解液。

这种电解液效率很高（可达60%~90%），但对影响纯度的杂质，如二氧化碳很敏感，因而运行中需采用纯态氢气和氧气。这一点限制了将其应用于宇宙飞行及国际工程等领域。 

2、质子交换膜燃料电池（PEMFC）

质子交换膜燃料电池采用极薄的塑料薄膜作为其电解质。这种电解质具有高功率一重量比和低工作温度。是适用于固定和移动装置的理想材料。

3、磷酸燃料电池（PAFC）

磷酸燃料电池采用200℃高温下的磷酸作为其电解质。很适合用于分散式的热电联 产系统。

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