燃料電池結(jié)構(gòu)組成并不是很難，主要由電極、電解質(zhì)隔膜、集電器三大類組成，其他這里也不用多說了，大家都相對了解點(diǎn)。另外，燃料電池的工作原理我在以下內(nèi)容中也會提到，它主要是將燃料具備化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種過程，下面我們具體來看。

燃料電池結(jié)構(gòu)組成：

燃料電池主要由燃料、氧化劑，電極和電解質(zhì)組成。它使用的燃料種類繁多，如天然氣、石油、甲醇、液氨、肼、碳?xì)浠衔?、氫氣等?

這種電池可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)不同的容量，主要取決于“單片電池”的數(shù)量。單體電池由正極(與空氣板相連)、負(fù)極(與燃料板相連)、電解液容器和上下絕緣隔板組成。根據(jù)需要，單節(jié)電池串聯(lián)即可獲得所需的電壓和功率。

1.電極

燃料電池的電極是燃料發(fā)生氧化反應(yīng)和氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)場所。其性能的關(guān)鍵在于催化劑、電極材料和電極制造工藝的性能。

2.電解質(zhì)隔膜

電解質(zhì)膜的主要功能是將氧化劑從還原劑中分離出來并傳導(dǎo)離子，因此電解質(zhì)膜越薄越好，但也應(yīng)考慮強(qiáng)度。就目前的技術(shù)而言，其一般厚度在幾十毫米到幾百毫米左右;至于材料，目前主要有兩個(gè)發(fā)展方向。

首先是用石棉膜、碳化硅SiC膜、鋁酸鋰膜等絕緣材料制作多孔隔膜，然后將其浸入熔融的鋰-碳酸鉀、氫氧化鉀、磷酸中，使其粘附在隔膜的孔隙中;另一種是使用全氟磺酸樹脂(如PEMFC)和YSZ(如SOFC)。

3.集電器

集流體又稱雙極板，具有收集電流、分離氧化劑和還原劑、引導(dǎo)反應(yīng)氣體等功能。集流體的性能主要取決于其材料特性、流場設(shè)計(jì)和加工工藝。

燃料電池由燃料(如氫氣、甲烷等)組成。)，氧化劑(如氧氣和空氣等。)，電極和電解質(zhì)。

燃料電池的工作原理：

燃料電池是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，它根據(jù)電化學(xué)原理，即原電池的工作原理，將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能等溫轉(zhuǎn)換為電能，因此實(shí)際過程是氧化還原反應(yīng)。

燃料電池主要由四部分組成，即陽極、陰極、電解質(zhì)和外部電路。燃料氣體和氧化氣體分別從燃料電池的陽極和陰極引入。燃料氣體在陽極上發(fā)射電子，電子通過外部電路傳導(dǎo)到陰極，并與氧化氣體結(jié)合產(chǎn)生離子。

在電場的作用下，離子通過電解質(zhì)遷移到陽極，與燃料氣體、構(gòu)成回路反應(yīng)并產(chǎn)生電流。同時(shí)，由于自身的電化學(xué)反應(yīng)和電池的內(nèi)阻，燃料電池也會產(chǎn)生一定的熱量。

電池的陰極和陽極不僅傳導(dǎo)電子，還充當(dāng)氧化還原反應(yīng)的催化劑。當(dāng)燃料是碳?xì)浠衔飼r(shí)，陽極需要更高的催化活性。陰極和陽極通常是多孔的，這便于反應(yīng)氣體的引入和產(chǎn)物的排出。電解質(zhì)可以轉(zhuǎn)移離子，分離燃料氣體和氧化氣體。為了防止兩種氣體混合導(dǎo)致電池短路，電解液通常具有致密的結(jié)構(gòu)。

燃料電池的原理是一種電化學(xué)裝置，其組成與一般電池相同。它的單體電池由正負(fù)電極(負(fù)電極即燃料電極，正電極即氧化劑電極)和電解質(zhì)組成。不同的是，一般電池的活性物質(zhì)都儲存在電池內(nèi)部，從而限制了電池容量。

然而，燃料電池的正電極和負(fù)電極不包含活性物質(zhì)，而僅僅是催化轉(zhuǎn)化元件。因此，燃料電池是真正將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的能量轉(zhuǎn)換機(jī)器。

當(dāng)電池工作時(shí)，燃料和氧化劑從外部供給進(jìn)行反應(yīng)。原則上，只要不斷輸入反應(yīng)物，不斷去除反應(yīng)產(chǎn)物，燃料電池就能持續(xù)發(fā)電。

當(dāng)燃料電池使用天然氣等富氫氣體作為燃料時(shí)，二氧化碳的排放比熱機(jī)過程減少了40%以上，這對緩解全球溫室效應(yīng)非常重要。

此外，由于燃料電池的燃料氣體在反應(yīng)前必須脫硫，根據(jù)電化學(xué)原理發(fā)電，沒有高溫燃燒過程，因此幾乎沒有氮氧化物和硫氧化物排放，減少了空氣污染。