質子交換膜燃料電池是一種燃料電池，在原理上相當于水電解的“逆”裝置。其單電池由陽極、陰極和質子交換膜組成，那么質子膜燃料電池原理是什么呢？接下來佰佰安全網(wǎng)來詳細為大家介紹一下吧。

質子交換膜燃料電池主要應用氫氣作為原料，將氧化劑中的化學能轉化為電能的一種發(fā)電裝置。它的發(fā)電原理與普通的化學電池發(fā)電原理基本相同：都是利用正負極板上的電子的移動完成燃料的氧化還原反應。氧化過程發(fā)生在正極也就是陽極，還原過程發(fā)生在負極也就是陰極。相對于內燃機而言質子交換膜燃料電池，它的工作特點是直接將化學能轉化為電能，因此效率更高。又因為它是以氫氣為燃料，最后作用的產(chǎn)生物是水，沒有生成任何有害氣體釋放到空氣中，是我們所需要的環(huán)保新能源。并且它的輸出功率更高，無需充電。正是因為它具有這么突出的優(yōu)點，所以燃料電池技術被認為是21 世紀首選的潔凈、高效的發(fā)電技術，被世界認為是最有發(fā)展前途的新能源。

燃料電池的原理

質子交換膜燃料電池主要由陽極流場板，膜電極和陰極流場板組成，其中膜電極又包含擴散層、催化層和質子交換膜。

在工作時質子交換膜燃料電池系統(tǒng)就相當于一個直流電源，直流電源的負極相當于燃料電池的陽極，正極相當于燃料電池的陰極。

首先氫氣通過質子交換膜到達陽極，在陽極催化劑的作用下，1 個氫分子解離為 2 個氫質子，并釋放出 2 個電子，陽極反應為：陽極（ 負極）：2H2-4e- → 4H+。

在電池的另一端，氧氣（或空氣）通過管道或導氣板到達陰極，在陰極催化劑的作用下，氧分子和氫離子與通過外電路到達陰極的電子發(fā)生反應生成水，陰極反應為： 陰極（ 正極）：O2+4H++4e- → 2H2O

總反應式： 2H2+1/2 O2 → H2O + 電能

電子在外電路形成直流電。因此，只要源源不斷地向燃料電池陽極和陰極供給氫氣和氧氣，就可以向外電路的負載連續(xù)地輸出電能。

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責任編輯:陳淼琪