燃料动力锂电池和氢能源汽车的工作原理介绍

氢作为能源有许多优越性。水通过光分解可制得氢，水的储量很大，又比较低廉；氢燃料燃烧后又生成水，是一种燃烧无害、十分清洁的能源。氢在储存、输送上比电力损失小，而且氢燃烧热值高，1千克氢燃烧出现的热量相当于3千克汽油或4.5千克焦炭的发热量。但是，在应用中，氢的存储与运输以及利用太阳能分解水制取氢，一直是制约氢能发展的瓶颈。

再说燃料动力电池。它是把燃料中的化学能直接转化为电能的能量转化装置，从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能储电，而是一个小小的发电厂。燃料动力电池也有多种类型，经过多年的探索，最有望用于汽车的是质子交换膜燃料动力电池。它的工作原理是：将氢气送到负极，经过催化剂（铂）的用途，氢原子中两个电子被分离出来。这两个电子在正极的吸引下，经外部电路出现电流。失去电子的氢离子（质子）可穿过质子交换膜（即固体电解质），在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获得，只要不断给负极供应氢，并及时把水（蒸汽）带走，燃料动力电池就可以不断地供应电能。

目前，对氢能源的利用重要是氢燃料动力电池。它不同于电能车的显著特点是其没有笨重的电池负荷，并且行驶里程没有电能驱动汽车的限制。因此，氢燃料动力电池可以说是一种最佳的驱动动力。用这种动力驱动的汽车被称为零污染的氢动力汽车

燃料动力电池是将燃料和电解质的化学能直接转换成电能的发电装置，也是继火电、水电、核电之后的第四种发电装置，是当今发达国家十分重视的高新技术开发领域。

氢氧燃料动力电池以氢气作燃料为还原剂，氧气作氧化剂

，通过燃料的燃烧反应，将化学能转变为电能的电池，与原电池的工作原理相同。

氢氧燃料动力电池工作时，向氢电极供应氢气，同时向氧电极供应氧气。氢、氧气在电极上的催化剂用途下，通过电解质生成水。这时在氢电极上有多余的电子而带负电，在氧电极上由于缺少电子而带正电。接通电路后，这一类似于燃烧的反应过程就能持续进行。

工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（氧气）。氢在负极上的催化剂的用途下分解成正离子H+和电子e-。氢离子进入电解液中，而电子则沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。

氢氧燃料动力电池不要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的装置。

氢氧燃料动力电池的反应物都在电池外部它只是供应一个反应的容器

氢气和氧气都可以由电池外供应。

燃料动力电池是一种化学电池，它利用物质发生化学反应时释出的能量，直接将其变换为电能。从这一点看，它和其他化学电池如锌锰干电池、蓄电池等是类似的。但是，它工作时要持续地向其供给反应物质燃料和氧化剂，这又和其他普通化学电池不大相同。由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出，所以被称为燃料动力电池。

具体地说，燃料动力电池是利用水的电解的逆反应的"发电机"。它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质板所组成。最初，电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成，2013年正发展为直接使用固体的电解质。

工作时向负极供给燃料（氢），向正极供给氧化剂（空气，起用途的成分为氧气）。氢在负极分解成正离子H+和电子e-。当氢离子进入电解液中，而电子就沿外部电路移向正极。用电的负载就接在外部电路中。在正极上，空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水。这正是水的电解反应的逆过程。此过程水可以得到重复利用，发电原理与可夜间使用的太阳能电池有异曲同工之妙。