一、氫燃料電池的工作原理

氫燃料電池的核心是電堆，電堆的核心是膜電極。上圖是一個(gè)膜電極的示意圖，一個(gè)膜電極主要有催化劑層（正極材料，負(fù)極材料），擴(kuò)散層，質(zhì)子交換膜，雙極板（正極板，負(fù)極板）。正極材料和負(fù)極材料上涂有貴金屬催化劑鉑，而雙極板是另外一個(gè)非常核心的零部件，雙極板的上面是氣體液體的流場(chǎng)。膜電極類似于動(dòng)力電池系統(tǒng)中的鋰離子電池單體（電芯），膜電極一片一片的串聯(lián)起來(lái)便組成了一個(gè)電堆。

氫氣側(cè)位負(fù)極，氧氣側(cè)（空氣）為正極。氫氣從進(jìn)氣口穿過(guò)膜電極上的流場(chǎng)，然后通過(guò)氣體擴(kuò)散層，在負(fù)極催化劑層的鉑的作用下失去電子，成為質(zhì)子。質(zhì)子通過(guò)質(zhì)子交換膜，進(jìn)入到正極側(cè)的催化劑層與得到電子的氧氣結(jié)合生成水。與此同時(shí)，膜電極外部電子從負(fù)極到正極以產(chǎn)生電流。通過(guò)燃料電池內(nèi)部的氧氣和氫氣越多，單位面積產(chǎn)生的電流越大。

二、燃料電池化學(xué)反應(yīng)式

燃料電池是原電池中一種比較特殊的電池，它與原電池形成條件有一點(diǎn)相悖，就是不一定兩極是兩根活動(dòng)性不同的電極，也可以用相同的兩根電極。解決此類問(wèn)題必須抓住一點(diǎn)：燃料電池反應(yīng)實(shí)際上等同于燃料的燃燒反應(yīng)，但要特別注意介質(zhì)對(duì)產(chǎn)物的影響。今天我們對(duì)高中考試中常用的有代表性的幾種燃料電池進(jìn)行了總結(jié)，希望大家能夠掌握！