非貴金屬燃料電池

㈠ 質子交換膜燃料電池系統有哪幾個部分構成,各部分的作用是什麼

①質子交換膜質子交換膜(PEM)是質子交換膜燃料電池的核心部件，是一種厚度僅為50～180um的薄膜片，其微觀結構非常復雜。它為質子傳遞提供通道，同時作為隔膜將陽極的燃料與陰極的氧化劑隔開，其性能好壞直接影響電池的性能和壽命。它與一般化學電源中使用的隔膜有很大不同，它不只是一種隔離陰陽極反應氣體的隔膜材料，還是電解質和電極活性物質（電催化劑）的基底，即兼有隔膜和電解質的作用；另外，PEM還是一種選擇透過性膜，在一定的溫度和濕度條件下具有可選擇的透過性，在質子交換膜的高分子結構中，含有多種離子基團，它只容許氫離子（氫質子）透過，而不容許氫分子及其他離子透過。

亞南膜電極參與了國家863計劃《燃料電池應急備用電源中試規模的製造及運行》項目的研究開發，項目於2016年順利通過國家科技部驗收，

(a)PEMFC的基本結構

(b)質子交換膜燃料電池組的外觀

圖1質子交換膜燃料電池的基本結構

質子交換膜燃料電池對於質子交換膜的要求非常高，質子交換膜必須具有良好的質子電導率、良好的熱和化學穩定性、較低的氣體滲透率，還要有適度的含水率，對電池工作過程中的氧化、還原和水解具有穩定性，並同時具有足夠高的機械強度和結構強度，以及膜表面適合與催化劑結合的性能。

質子交換膜的物理、化學性質對燃料電池的性能具有極大的影響，對性能造成影響的質子交換膜的物理性質主要有：膜的厚度和單位面積質量、膜的抗拉強度、膜的含水率和膜的溶脹度。質子交換膜的電化學性質主要表現在膜的導電性能（電阻率、面電阻，電導率）和選擇通過性能（透過性參數P）上。

a．膜的厚度和單位面積質量。膜的厚度和單位面積質量越低，膜的電阻越小，電池的工作電壓和能量密度越大；但是如果厚度過低，會影響膜的抗控強度，甚至引起氫氣的泄漏而導致電池的失效。

b．膜的抗拉強度。膜的抗拉強度與膜的厚度成正比，也與環境有關，通常在保證膜的抗拉強度的前提下，應盡量減小膜的厚度。

c．膜的含水率。每克干膜的含水量稱為膜的含水率，可用百分數表示。含水率對膜電解質的質子傳遞能力影響很大，還會影響到氧在膜中的溶解擴散。含水率越高，質子擴散因子和滲透率也越大，膜電阻隨之下降，但同時膜的強度也有所下降。

d．膜的溶脹度。膜的溶脹度是指離子膜在給定的溶液中浸泡後，離子膜的面積或體積變化的百分率，即浸液後的體積（面積）和干膜的體積（面積）的差值與干膜的體積（面積）的百分比。膜的溶脹度表示反應中膜的變形程度。溶脹度高，在水合和脫水時會由於膜的溶脹而造成電極的變形和質子交換膜局部應力的增大，從而造成電池性能的下降。

質子交換膜燃料電池曾採用酚醛樹脂磺酸型膜、聚苯乙烯磺酸型膜、聚三氟苯乙烯磺酸型膜和全氟磺酸型膜。研究表明，全氟磺酸型膜最適合作為質子交換膜燃料電池的固體電解質。雖然全氟磺酸膜具有良好的性能，但由於膜的結構、工藝和生產批量等問題的存在，到目前為止，質子交換膜的成本還非常高，因此需要尋找高性能低成本的替代膜。一個選擇是使用全氟磺酸材料與聚四氟乙烯(PTFE)的復合膜，其中PTFE是起強化作用的微孔介質，而全氟磺酸材料則在微孔中形成質子傳遞通道。這種復合膜能夠改善膜的機械強度和穩定性，而且膜可以做得很薄，減少了全氟磺酸材料的用量，降低了膜的成本，同時較薄的膜還改善了膜中水的分布，提高了膜的質子傳導性能。另一個選擇是尋找新的低氟或非氟膜材料。此外，還可以採用無機酸與樹脂的共混膜，不僅可以提高膜的電導率，還可以提高膜的工作溫度。

②電催化劑催化劑是質子交換膜燃料電池中的關鍵性技術焦點所在。為了加快電化學反應速度，氣體擴散電極上都含有一定量的催化劑。由於燃料電池的低運行溫度，以及電解質酸性的本質，故應用的催化劑層需要貴金屬。PEMFC電催化劑按作用部位可分為陰極催化劑和陽極催化劑兩類。質子交換膜燃料電池的陽極反應為氫的氧化反應，陰極為氧的還原反應。因氧的催化還原作用比氫的催化氧化作用更為困難，所以陰極是最關鍵的電極。

對催化劑的要求是足夠的催化活性和穩定性，陽極催化劑還應具有抗CO中毒的能力，對於使用烴類燃料重整的質子交換膜燃料電池系統，陽極催化劑系統尤其應注意這個問題。PEMFC電催化劑按照使用金屬可分為鉑系和非鉑系電催化劑兩類。由於質子交換膜燃料電池的工作溫度低於100℃，目前只有貴金屬催化劑對氫氣氧化和氧氣還原反應表現出了足夠的催化活性．現在所用的最有效催化劑是鉑或鉑合金催化劑，它對氫氣氧化和氧氣還原都具有非常好的催化能力，且可以長期穩定工作。由於這種電池是在低溫條件下工作的，因此，提高催化劑的活性，防止電極催化劑中毒很重要。

以鉑或鉑合金作為催化劑的主要問題是成本太高，由於Pt的價格高、資源匱乏，使得質子交換膜燃料電池的成本居高不下，限制了大規模的應用，需要進一步降低鉑的載量。一種方法是尋找新的價格較低的非鉑，非貴金屬催化劑；另一種方法是改進電極結構，有效利用鉑催化劑，提高Pt的利用率，減少單位面積的使用量。

以鉑或鉑合金作為催化劑的另一個主要問題是其毒化問題。鉑催化劑因極富活性而提供了優異的性能。該催化劑對一氧化碳和硫的生成物與氧相比有較高的親和力，這種毒化效應強烈地制約了催化劑的高度活性，並阻礙了擴展到其中的氫或氧．使得電極反應不能發生，燃料電池性能遞減。若氫由重整裝置提供，則氣流中將含有一些一氧化碳，或吸入的空氣因來自被污染城市而含有一氧化碳，這都會造成毒化問題的產生。由一氧化碳引起的毒化是可逆的，但它增加了成本，且各個燃料電池需要單獨處理。

③電極質子交換膜燃料電池的電極是一種典型的多孔氣體擴散電極，一般由氣體擴散層和催化層構成。擴散層是導電材料製成的多孔合成物，起著支撐催化層、收集電流的作用，並為電化學反應提供電子通道、氣體通道和排水通道。催化層是進行電化學反應的區域，是電極的核心部分，其內部結構粗糙多孔，有足夠的表面積以促進氫氣和氧氣的電化學反應。電極製作的好壞對電池的性能有重要影響。

擴散層一般以多孔炭紙或炭布為基底，並經聚四氟乙烯(PTFE)和炭黑處理後構成的，厚度約為0.2～0.3mm。在擴散層中，被PTFE覆蓋的大孔是憎水孔，未被PTFE覆蓋的小孔是親水孔。反應氣體通過憎水孔傳遞，而產物水則通過親水孔排出。制備擴散層的關鍵是如何實現憎水孔和親水孔的合理分布。一個好的氣體擴散電極應同時具備適度的親水性和憎水性，以保證催化劑發生作用的最佳濕化環境，同時讓反應生成的水及時排除，以免電極被淹。

催化層可以分為常規憎水催化層、薄層親水催化層和超薄催化層。早期的催化層是常規的憎水催化層，厚度超過50um，主要是將鉑黑或碳載鉑催化劑和PTFE微粒混合後，經絲網印刷、塗布和噴塗等方法塗覆到擴散層上並經熱處理製得．催化層中的PTFE提供了氣體擴散通道，而催化劑則為電子和水的傳遞提供了通道。但是這種催化層質子傳導能力較差，性能不高。後來，為了改進這種催化層的質子傳導能力並增加催化劑、反應氣體和質子交換膜三相界面的面積，又研製了薄層親水催化層和超薄催化層。

㈡ 燃料電池如何啟動

• 燃料電池的種類按不同的方法可大致分類如下：

• (福建亞南集團為清潔能源解決方案供應商，致力於氫能燃料電池產業化的企業。亞小南為您解答4000-080-999)

• 1.按燃料電池的運行機理分.

• 分為酸性燃料電池和鹼性燃料電池.

• 2.按電解質的種類不同,有酸性、鹼性、熔融鹽類或固體電解質.

• 因此,燃料電池可分為鹼性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池（SOFC）、質子交換膜燃料電池（PEMFC）等.在燃料電池中,磷酸燃料電池(PAFC)、質子交換膜燃料電池（PEMFC）可以冷起動和快起動,可以用作為移動電源,適應FCEV使用的要求,更加具有競爭力.

• 3.按燃料類型分.

• 有氫氣、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有機燃料,汽油、柴油和天然氣等氣體燃料,有機燃料和氣體燃料必須經過重整器「重整」為氫氣後,才能成為燃料電池的燃料.

• 4.按燃料電池工作溫度分.

• 有低溫型,溫度低於200℃；中溫型,溫度為200～750℃；高溫型,溫度高於750℃.

• 在常溫下工作的燃料電池,例如質子交換膜燃料電池（PEMFC）,這類燃料電池需要採用貴金屬作為催化劑.燃料的化學能絕大部分都能轉化為電能,只產生少量的廢熱和水,不產生污染大氣環境的氮氧化物.不需要廢熱能量回收裝置,體積較小,質量較輕.但催化劑鉑（Pt）會與工作介質中的一氧化碳（CO）發生作用後產生"中毒"現象而失效,使燃料電池效率降低或完全損壞.而且鉑（Pt）的價格很高,增加了燃料電池的成本.

• 另一類是在高溫（600～1000℃）下工作的燃料電池,例如熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）和固體氧化物燃料電池（SOFC）,這類的燃料電池不需要採用貴金屬作為催化劑.但由於工作溫度高,需要採用復合廢熱回收裝置來利用廢熱,體積大,質量重,只適合用於大功率的發電廠中.

• 最實用的燃料電池是以氫或含富氫的氣體燃料,但是在自然界是不能直接獲得氫的,燃料電池氫的；來源通常是以石油燃料、甲醇、乙醇、沼氣、天然氣、石腦油和煤氣中,經過重整、裂解等化學處理後來製取含富氫的氣體燃料.氧化劑則採用氧氣或空氣,最常見的是用空氣作為氧化劑.檢舉 回答人的補充 2009-10-22 09:10 燃料電池十分復雜,涉及化學熱力學、電化學、電催化、材料科學、電力系統及自動控制等學科的有關理論,具有發電效率高、環境污染少等優點.總的來說,燃料電池具有以下特點：

• （1）能量轉化效率高他直接將燃料的化學能轉化為電能,中間不經過燃燒過程,因而不受卡諾循環的限制.目前燃料電池系統的燃料—電能轉換效率在45%～60%,而火力發電和核電的效率大約在30%～40%.

• （2）有害氣體SOx、NOx及噪音排放都很低CO2排放因能量轉換效率高而大幅度降低,無機械振動.

• （3）燃料適用范圍廣

• （4）積木化強規模及安裝地點靈活,燃料電池電站佔地面積小,建設周期短,電站功率可根據需要由電池堆組裝,十分方便.燃料電池無論作為集中電站還是分布式電,或是作為小區、工廠、大型建築的獨立電站都非常合適

• （5）負荷響應快,運行質量高燃料電池在數秒鍾內就可以從最低功率變換到額定功率,而且電廠離負荷可以很近,從而改善了地區頻 燃料電池原理率偏移和電壓波動,降低了現有變電設備和電流載波容量,減少了輸變線路投資和線路損失.

㈢ 燃料電池相對於鋰離子電池有哪些優勢和不足

燃料電池涉及化學熱力學、電化學、電催化、[1] 材料科學、電力系統及自動控制等學科的有關理論，具有發電效率高、環境污染少等優點。
總的來說，燃料電池具有以下特點：能量轉化效率高；它直接將燃料的化學能轉化為電能，中間不經過燃燒過程，因而不受卡諾循環的限制。[2] 燃料電池系統的燃料—電能轉換效率在45%～60%，而火力發電和核電的效率大約在30%～40%。安裝地點靈活；燃料電池電站佔地面積小，建設周期短，電站功率可根據需要由電池堆組裝，十分方便。燃料電池無論作為集中電站還是分布式電站，或是作為小區、工廠、大型建築的獨立電站都非常合適。負荷響應快，運行質量高；燃料電池在數秒鍾內就可以從最低功率變換到額定功率。
由於燃料電池能將燃料的化學能直接轉化為電能，因此，它沒有像通常的火力發電機那樣通過鍋爐、汽輪機、發電機的能量形態變化，可以避免中間的轉換的損失，達到很高的發電效率。同時還有以下一些特點：

不管是滿負荷還是部分負荷均能保持高發電效率；
不管裝置規模大小均能保持高發電效率；
具有很強的過負載能力；
通過與燃料供給裝置組合的可以適用的燃料廣泛；
發電出力由電池堆的出力和組數決定，機組的容量的自由度大；
電池本體的負荷響應性好，用於電網調峰優於其他發電方式；
用天然氣和煤氣等為燃料時，NOX及SOX等排出量少，環境相容性優。
如此由燃料電池構成的發電系統對電力工業具有極大的吸引力。
燃料電池的優勢，科技手段中，尚沒有一項能源生成技術能如燃料電池一樣將諸多優點集合於一身。[3]
能源安全性。自1970年代的石油危機後，各大工業國對石油的依賴仍有增無減，而且主要靠石油輸出國的供應。美國載客車輛每日可消耗約600萬桶油，占油料進口量之85%。若有20%的車輛採用燃料電池來驅動，每日便可省下120萬桶油。
國防安全性。燃料電池發電設備具有散布性的特質，它可讓地區擺脫中央發電站式的電力輸配架構。長距離、高電壓的輸電網路易成為軍事行動的攻擊目標。燃料電池設備可採集中也可采分散性配置，進而降低了敵人慾癱瘓國家供電系統的風險。
高可靠度供電。燃料電池可架構於輸配電網路之上作為備援電力，也可獨立於電力網之外。在特殊的場合下，模塊化的設置(串聯安裝幾個完全相同的電池組系統以達到所需的電力)可提供極高的穩定性。
燃料多樣性。現代種類繁多的電池中，雖然仍以氫氣為主要燃料，但配備「燃料轉化器(或譯重組器，fuel reformer)」的電池系統可以從碳氫化合物或醇類燃料中萃取出氫元素來利用。此外如垃圾掩埋場、廢水處理場中厭氧微生物分解產生的沼氣也是燃料的一大來源。利用自然界的太陽能及風力等可再生能源提供的電力，可用來將水電解產生氫氣，再供給至燃料電池，如此亦可將「水」看成是未經轉化的燃料，實現完全零排放的能源系統。只要不停地供給燃料給電池，它就可不斷地產生電力。
高效能。由於燃料電池的原理系經由化學能直接轉換為電能，而非產生大量廢氣與廢熱的燃燒作用，現今利用碳氫燃料的發電系統電能的轉換效率可達40~50%；直接使用氫氣的系統效率更可超過50%；發電設施若與燃氣渦輪機並用，則整體效率可超過60%；若再將電池排放的廢熱加以回收利用，則燃料能量的利用率可超過85%。用於車輛的燃料電池其能量轉換率約為傳統內燃機的3倍以上，內燃引擎的熱效率約在10~20%之譜。
環境親和性。科學家們已認定空氣污染是造成心血管疾病、氣喘及癌症的元兇之一。最近的健康研究顯示，市區污染性的空氣對健康的威脅如同吸入二手煙。燃料電池運用能源的方式大幅優於燃油動力機排放大量危害性廢氣的方案，其排放物大部份是水份。某些燃料電池雖亦排放二氧化碳，但其含量遠低於汽油之排放量(約其1/6)。
燃料電池發電設備產生1000仟瓦-小時的電能，排放之污染性氣體少於1盎斯；而傳統燃油發電機則會產生25磅重的污染物。因此，燃料電池不僅可改善空氣污染的情況，甚可能許給人類未來一片潔凈的天空。
可彈性設置/用途廣。燃料電池的迷人之處在於其多樣風貌。除了前述的集中分散兩相宜的特點外，它還具有縮放性。利用黃光微影技術可製作微型化的燃料電池；利用模塊式堆棧配置可將供電量放大至所欲的輸出功率。單一發電元所產生的電壓約為0.7伏特，剛好能點亮一隻燈。將發電元予以串接，便構成燃料電池組，其電壓則增加為0.7伏特乘以串聯的發電元個數。
燃料電池的劣勢主要是價格和技術上存在一些瓶頸，摘列如下：
燃料電池造價偏高：車用PEMFC之成本中質子交換隔膜(USD300/m2)約占成本之35%;鉑觸媒約佔40%，二者均為貴重材料。
反應/啟動性能：燃料電池的啟動速度尚不及內燃機引擎。反應性可藉增加電極活性、提高操作溫度及反應控制參數來達到，但提高穩定性則必須避免副反應的發生。反應性與穩定性常是魚與熊掌不可兼得。
碳氫燃料無法直接利用：除甲醇外，其它的碳氫化合物燃料均需經過轉化器、一氧化碳氧化器處理產生純氫氣後，方可供現今的燃料電池利用。這些設備亦增加燃料電池系統之投資額。
氫氣儲存技術：FCV的氫燃料是以壓縮氫氣為主，車體的載運量因而受限，每次充填量僅約2.5~3.5公斤，尚不足以滿足現今汽車單程可跑480~650公里的續航力。以-253℃保持氫的液態氫系統雖已測試成功，但卻有重大的缺陷：約有1/3的電能必須用來維持槽體的低溫，使氫維持於液態，且從隙縫蒸發而流失的氫氣約為總存量的5%。
氫燃料基礎建設不足：氫氣在工業界雖已使用多年且具經濟規模，但全世界充氫站僅約70站，仍值示範推廣階段。此外，加氣時間頗長，約需時5分鍾，尚跟不上工商時代的步伐。

㈣ 氫燃料發動機與氫燃料電池是一回事嗎

fuel
cell直譯為燃料電池，就是利用燃料與氧化劑化學反應，直接轉化為電能，但它不能儲電，只能發電。燃料電池與常規電池的不同點在於，燃料電池工作時需要連續不斷地向電池內輸入燃料和氧化劑，只要持續供應，燃料電池就會不斷提供電能。 燃料電池有兩個明顯優點，首先能量轉化效率高，燃料電池直接將燃料的化學能轉化為電能，中間不經過燃燒過程。另一個優勢就是有害氣體的排放、噪音都相對較低。不過最大的缺點是成本非常高，比如氫燃料電池需要大量的鉑做催化劑，鉑是貴金屬，地殼中儲量很稀少，每年的產量也很少。

㈤ 目前有哪些燃料電池

燃料電池的種類按不同的方法可大致分類如下：
1. 按燃料電池的運行機理分。
分為酸性燃料電池和鹼性燃料電池。
2. 按電解質的種類不同，有酸性、鹼性、熔融鹽類或固體電解質。
因此，燃料電池可分為鹼性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池（SOFC）、質子交換膜燃料電池（PEMFC）等。在燃料電池中，磷酸燃料電池(PAFC)、質子交換膜燃料電池（PEMFC）可以冷起動和快起動，可以用作為移動電源，適應FCEV使用的要求，更加具有競爭力。
3. 按燃料類型分。
有氫氣、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有機燃料，汽油、柴油和天然氣等氣體燃料，有機燃料和氣體燃料必須經過重整器「重整」為氫氣後，才能成為燃料電池的燃料。
4. 按燃料電池工作溫度分。
有低溫型，溫度低於200℃；中溫型，溫度為200～750℃；高溫型，溫度高於750℃。
在常溫下工作的燃料電池，例如質子交換膜燃料電池（PEMFC），這類燃料電池需要採用貴金屬作為催化劑。燃料的化學能絕大部分都能轉化為電能，只產生少量的廢熱和水，不產生污染大氣環境的氮氧化物。不需要廢熱能量回收裝置，體積較小，質量較輕。但催化劑鉑（Pt）會與工作介質中的一氧化碳（CO）發生作用後產生"中毒"現象而失效，使燃料電池效率降低或完全損壞。而且鉑（Pt）的價格很高，增加了燃料電池的成本。
另一類是在高溫（600～1000℃）下工作的燃料電池，例如熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）和固體氧化物燃料電池（SOFC），這類的燃料電池不需要採用貴金屬作為催化劑。但由於工作溫度高，需要採用復合廢熱回收裝置來利用廢熱，體積大，質量重，只適合用於大功率的發電廠中。
最實用的燃料電池是以氫或含富氫的氣體燃料，但是在自然界是不能直接獲得氫的，燃料電池氫的；來源通常是以石油燃料、甲醇、乙醇、沼氣、天然氣、石腦油和煤氣中，經過重整、裂解等化學處理後來製取含富氫的氣體燃料。氧化劑則採用氧氣或空氣，最常見的是用空氣作為氧化劑。檢舉 回答人的補充 2009-10-22 09:10 燃料電池十分復雜，涉及化學熱力學、電化學、電催化、材料科學、電力系統及自動控制等學科的有關理論，具有發電效率高、環境污染少等優點。總的來說，燃料電池具有以下特點：
（1）能量轉化效率高他直接將燃料的化學能轉化為電能，中間不經過燃燒過程，因而不受卡諾循環的限制。目前燃料電池系統的燃料—電能轉換效率在45%～60%，而火力發電和核電的效率大約在30%～40%。
（2）有害氣體ＳＯx、ＮＯx及噪音排放都很低ＣＯ2排放因能量轉換效率高而大幅度降低，無機械振動。
（3）燃料適用范圍廣
（4）積木化強規模及安裝地點靈活，燃料電池電站佔地面積小，建設周期短，電站功率可根據需要由電池堆組裝，十分方便。燃料電池無論作為集中電站還是分布式電，或是作為小區、工廠、大型建築的獨立電站都非常合適
（5）負荷響應快，運行質量高燃料電池在數秒鍾內就可以從最低功率變換到額定功率，而且電廠離負荷可以很近，從而改善了地區頻 燃料電池原理率偏移和電壓波動，降低了現有變電設備和電流載波容量，減少了輸變線路投資和線路損失。

㈥ 燃料電池主要有哪幾種，其各自的特點是什麼

可以按燃料類型分類，或者工作溫度分類，但一般都是以電解質的類型來分類的，可分為鹼性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)和質子交換膜燃料電池(PENFC)五大類。
AFC的特點是：低溫性能好，溫度范圍寬，並且可以在較寬溫度范圍內選擇催化劑，但是才用的鹼性電解質易受CO2的毒化作用因此必須要嚴格出去CO2，成本就偏高。
PAFC的特點是：無需考慮CO2的凈化問題，高溫性能好，但是需要採用較大量的貴金屬做催化劑，成本較高。
PENFC的特點就是不受卡諾循環限制，能量轉換效率高，可低溫快速啟動，無電解液流失，和腐蝕性，壽命長
比能量和比功率高、設計簡單、製造方便等優點，但不足在於對CO比較敏感，需要轉換為CO2，預熱品位低，難以有效利用，需要採用貴金屬催化劑，電解質膜的價格高，生產廠家少。

㈦ 燃料電池的弊端拜託各位大神

燃料電池有節能、轉換效率高、不需要石油燃料、達到零污染排放、結構簡單、運行平穩等優點， 但也有以下一些缺點： 1) 燃料種類單一 目前，不論是液態氫、氣態氫、儲氫金屬儲存的氫，還有碳水化合物經過重整後轉換的氫是燃料電池的唯一燃料。氫氣的產生、儲存、保管、運輸和灌裝或重整，都比較復雜，對安全性要求很高。但燃料種類的單一性，可以建立標准化、統一的供給系統。 2) 要求高質量的密封 燃料電池的單體電池所能產生的電壓約為1V，不同種類的燃料電池的單體電池所能產生的電壓略有不同。通常將多個單體電池按使用電壓和電流的要求組合成為燃料電池發動機組，在組合時，單體電池間的電極連接時，必須要有嚴格的密封，因為密封不良的燃料電池，氫氣會泄漏到燃料電池的外面，降低了氫的利用率並嚴重影響燃料電池發動機的效率，還會引起氫氣燃燒事故。由於要求嚴格的密封，使得燃料電池發動機的製造工藝很復雜，並給使用和維護帶來很多困難。 3) 比功率還要進一步提高 內燃機的比功率約為300W/kg，以氫為燃料的燃料電池比功率約為300～350W/kg，功率密度為280W/L。甲醇經過重整產生的氫為燃料的燃料電池綜合功率密度（包括重整器質量）降低到220W/L。為了滿足FCEV動力性能的要求，需要進一步提高燃料電池發動機的比功率。 4) 造價太高 目前質子交換膜燃料電池是最有發展前途的燃料電池之一，但質子交換膜燃料電池需要用貴金屬鉑（Pt）作為催化劑，其使用量要求達到0.1～0.2mg/cm3，目前用量要求達到0.5mg/cm3，距離要求還較遠。而且鉑（Pt）在反應過程中受CO 的作用會"中毒"而失效。鉑（Pt）的使用和鉑（Pt）的失效使質子交換膜燃料電池的造價持高不下。 5) 需要配備輔助電池系統 燃料電池可以持續發電，但不能充電和回收FCEV再生制動的反饋能量。通常在FCEV上還要增加輔助電池，來儲存燃料電池富裕的電能和在FCEV減速時接受再生制動時的能量。

㈧ 氫燃料電池和質子交換膜燃料電池哪個更好啊

額，氫燃料電池屬於是一種質子交換膜燃料電池。
我弄了一段網路上的說明來，如下：
（1） 氫氣通過管道或導氣板到達陽極，在陽極催化劑作用下，氫分子解離為帶正電的氫離子（即質子）並釋放出帶負電的電子。
（2） 氫離子穿過電解質（質子交換膜）到達陰極；電子則通過外電路到達陰極。電子在外電路形成電流，通過適當連接可向負載輸出電能。
（3） 在電池另一端，氧氣（或空氣）通過管道或導氣板到達陰極；在陰極催化劑作用下，氧與氫離子及電子發生反應生成水。

氫燃料電池中就應用了質子交換膜，這樣可以提高效率，保證氫氣和氧氣完全反應（基本是完全反應）。
對了，我再補充一下，氫燃料電池的效率可達60%以上，而且現在已經有不採用貴金屬鉑的催化劑，還有，內燃機的效率要受卡諾循環的限制，所以其效率有一個上限而且總是很低。
----------——--——--——--——--——--第X次補充-——--——--——--——--——--——--——--—
對了，實際上質子交換膜燃料電池是一個大類，它包括氫燃料電池、甲醇燃料電池、磷酸燃料電池……
再弄一段網路上的說明：
按其工作溫度的不同，把鹼性燃料電池（AFC，工作溫度為100℃）、固體高分子型質子膜燃料電池（PEMFC，也稱為質子膜燃料電池，工作溫度為100℃以內）和磷酸型燃料電池（PAFC，工作溫度為200℃）稱為低溫燃料電池；把熔融碳酸鹽型燃料電池（MCFC，工作溫度為650℃）和固體氧化型燃料電池（SOFC，工作溫度為1000℃）稱為高溫燃料電池，並且高溫燃料電池又被稱為面向高質量排氣而進行聯合開發的燃料電池。另一種分類是按其開發早晚順序進行的，把PAFC稱為第一代燃料電池，把MCFC稱為第二代燃料電池，把SOFC稱為第三代燃料電池。這些電池均需用可燃氣體作為其發電用的燃料。

㈨ 燃料電池有哪幾種類型

燃料電池的主要類型有：

1、SOFC

固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種直接將燃料氣和氧化氣中的化學能轉換成電能的全固態能量轉換裝置,具有一般燃料電池的結構。

2、RFC

氫燃料電池以氫氣為燃料,與氧氣經電化學反應後透過質子交換膜產生電能。氫和氧反應生成水,不排放碳化氫、一氧化碳、氮化物和二氧化碳等污染物,無污染,發電效益高。

3、DMFC

直接以甲醇為燃料的質子交換膜燃料電池通常稱為直接甲醇燃料電池(DMFC)。膜電極主要由甲醇陽極、氧氣陰極和質子交換膜(PEM)構成。陽極和陰極分別由不銹鋼板、塑料薄膜、銅質電流收集板、石墨、氣體擴散層和多孔結構的催化層組成。

燃料電池是一種把燃料所具有的化學能直接轉換成電能的化學裝置，又稱電化學發電器。它是繼水力發電、熱能發電和原子能發電之後的第四種發電技術。由於燃料電池是通過電化學反應把燃料的化學能中的吉布斯自由能部分轉換成電能，不受卡諾循環效應的限制，因此效率高。

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燃料電池的優點有：

1、發電效率高

燃料電池發電不受卡諾循環的限制。理論上,它的發電效率可達到85% ～90%,但由於工作時各種極化的限制,目前燃料電池的能量轉化效率約為40%～ 60%。

2、環境污染小

燃料電池以天然氣等富氫氣體為燃料時,二氧化碳的排放量比熱機過程減少40%以上,這對緩解地球的溫室效應是十分重要的。

3、比能量高

液氫燃料電池的比能量是鎳鎘電池的800倍,直接甲醇燃料電池的比能量比鋰離子電池(能量密度最高的充電電池)高10倍以上。

4、燃料范圍廣

對於燃料電池而言,只要含有氫原子的物質都可以作為燃料,例如天然氣、石油、煤炭等化石產物,或是沼氣、酒精、甲醇等,因此燃料電池非常符合能源多樣化的需求,可減緩主流能源的耗竭。

5、可靠性高

當燃料電池的負載有變動時,它會很快響應。無論處於額定功率以上過載運行或低於額定功率運行,它都能承受且效率變化不大。

參考資料來源：網路-燃料電池