氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阴极。有关“氢燃料电池的结构 氢燃料电池的优缺点”的详细说明。

 

1.氢燃料电池的结构

氢燃料电池的主要结构包括电极、隔膜与集电器等。电极和一般电池一样,也分为阳极和阴级。隔膜的主要作用是把氧化剂和还原剂隔开。集电器主要起到收集电流和疏导反应气体等作用。

 

氢燃料电池的结构

(图片来源于互联网)

 

2.氢燃料电池的优缺点

 

优点:

 

1、无污染。燃料电池对环境无污染。它是通过电化学反应,而不是采用燃烧(汽、柴油)或储能(蓄电池)方式--最典型的传统后备电源方案。燃烧会释放象COx、NOx、SOx气体和粉尘等污染物。如上所述,燃料电池只会产生水和热。如果氢是通过可再生能源产生的(光伏电池板、风能发电等),整个循环就是彻底的不产生有害物质排放的过程。

 

2、无噪声。燃料电池运行安静,噪声大约只有55dB,相当于人们正常交谈的水平。这使得燃料电池适合于室内安装,或是在室外对噪声有限制的地方。

 

3、电池高效率。燃料电池的发电效率可以达到50%以上,这是由燃料电池的转换性质决定的,直接将化学能转换为电能,不需要经过热能和机械能(发电机)的中间变换。

 

缺点:

 

1.氢气的来源问题。氢气不像氮气和氧气是空气中的最主要组成因素,想得到氢气可以通过电解水,但这可是个不太经济的方法,能量损失极大!先从电解水开始,耗费电能,产生氢气,氢气再发电过程中还会有能量损失;电解水的电现在也是以煤电为主发出来的吧,烧煤发电也会有能量损失。

 

2.金属铂的稀缺。在氢燃料电池发电的过程中会用到金属铂作为催化剂。这种金属就是咱结婚买戒指那个比24K金更贵的那个铂,它少啊,它贵啊,那么大规模生产氢燃料电池,这个铂就是瓶颈,完全没有规模化后成本减少的效应,反而需求越多越贵,这可怎么办好?

 

3.氢气的安全性。有人说带着氢气瓶就像带个氢弹,到底这个氢气瓶会不会爆炸啊?氢气是最轻的气体,它的扩散性极强,氢的扩散系数比空气大3.8倍,比汽油大7.5倍,由此可以证明氢比汽油安全是有根据的。所以少量的氢气泄漏,可以在空气中很快被稀释成安全的混合气。氢气的比重小,易向上逃逸,这使得事故时氢气的影响范围要小得多。

 

在未来以分布式为主、零排放为特征的能源构架中,氢能源系统会与电力系统并存互补,共同满足交通运输、家庭生活、工业生产的能源需求。

 

氢燃料电池的优缺点

(图片来源于互联网)