質(zhì)子交換膜燃料電池反應(yīng)方程式

從本質(zhì)上說(shuō)，PEMFC是電解水的一個(gè)「逆」裝置,。電解水過程是利用外加電源使水發(fā)生電解,，從而產(chǎn)生氫和氧；然而,，燃料電池則是氫和氧發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生水,，同時(shí)生產(chǎn)出電的過程。

所以燃料電池的結(jié)構(gòu)特征與電解水裝置是如出一轍的,，它主要由陽(yáng)極,、陰極、電解質(zhì)和外部電路組成,。

PEMFC中陽(yáng)極為氫電極,，陰極為氧電極，陰陽(yáng)極都含有一定量用來(lái)加速電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的催化劑,，兩極之間以質(zhì)子交換膜作為電解質(zhì),。

當(dāng)氫氣與氧氣分別通入陽(yáng)極和陰極時(shí)，進(jìn)入陽(yáng)極的氫氣在催化劑作用下離化成氫離子和電子；電子經(jīng)外電路轉(zhuǎn)移到陰極,，氫離子則經(jīng)質(zhì)子交換膜到達(dá)陰極,；陰極的氧氣與氫離子及電子反應(yīng)生成水分子，其中產(chǎn)生的水不會(huì)稀釋電解質(zhì),，卻是隨著尾氣通過電極排出,。

因此，PEMFC的電化學(xué)反應(yīng)為：2H2 O2→2H2O

質(zhì)子交換膜燃料電池的優(yōu)點(diǎn)

1,、發(fā)電過程不涉及氫氧燃燒,，因而不受卡諾循環(huán)的限制，能量轉(zhuǎn)換率高,。

2,、發(fā)電時(shí)不產(chǎn)生污染。

3,、發(fā)電單元模塊化,，可靠性高，組裝和維修都很方便,。

4,、工作時(shí)沒有噪音。

質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)展瓶頸

1,、成本問題

PEMFC的成本問題是多方面引起的,，首先，由于其工作條件是強(qiáng)酸性環(huán)境,，必須使用昂貴的Pt作為催化劑,；其次，現(xiàn)今使用較多的電解質(zhì)膜是性能好的商業(yè)Nafion膜,，這就極大提高了PEMFC的生產(chǎn)成本,。

2、氫源問題

PEMFC最理想的燃料是純氫,，但氫氣是最輕的氣體,，其儲(chǔ)存和運(yùn)輸不易。

3,、壽命問題

目前很多實(shí)驗(yàn)室研究PEMFC發(fā)現(xiàn)可達(dá)10000h,，而實(shí)際應(yīng)用到汽車上時(shí)，其壽命直線縮減,，使用壽命有待提高,。

質(zhì)子交換膜燃料電池應(yīng)用前景

質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電作為新一代發(fā)電技術(shù)，其廣闊的應(yīng)用前景可與計(jì)算機(jī)技術(shù)相媲美,。經(jīng)過多年的基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開發(fā),，質(zhì)子交換膜燃料電池用作汽車動(dòng)力的研究已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展,，微型質(zhì)子交換膜燃料電池便攜電源和小型質(zhì)子交換膜燃料電池移動(dòng)電源已達(dá)到產(chǎn)品化程度，中,、大功率質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的研究也取得了一定成果,。由于質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電系統(tǒng)有望成為移動(dòng)裝備電源和重要建筑物備用電源的主要發(fā)展方向，因此有許多問題需要進(jìn)行深入的研究,。就備用氫能發(fā)電系統(tǒng)而言,，除質(zhì)子交換膜燃料電池單電池、電堆質(zhì)量,、效率和可靠性等基礎(chǔ)研究外,，其應(yīng)用研究主要包括適應(yīng)各種環(huán)境需要的發(fā)電機(jī)集成制造技術(shù)， 質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電機(jī)電氣輸出補(bǔ)償與電力變換技術(shù),，質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電機(jī)并聯(lián)運(yùn)行與控制技術(shù),，備用氫能發(fā)電站制氫與儲(chǔ)氫技術(shù)，適應(yīng)環(huán)境要求的空氣(氧氣)供應(yīng)技術(shù),，氫氣安全監(jiān)控與排放技術(shù),，氫能發(fā)電站基礎(chǔ)自動(dòng)化設(shè)備與控制系統(tǒng)開發(fā)，建筑物采用質(zhì)子交換膜燃料電池氫能發(fā)電電熱聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供系統(tǒng),，以及質(zhì)子交換膜燃料電池氫能發(fā)電站建設(shè)技術(shù)等等,。采用質(zhì)子交換膜燃料電池氫能發(fā)電將大大提高重要裝備及建筑電氣系統(tǒng)的供電可靠性，使重要建筑物以市電和備用集中柴油電站供電的方式向市電與中,、小型質(zhì)子交換膜燃料電池發(fā)電裝置,、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等分散電源聯(lián)網(wǎng)備用供電的靈活發(fā)供電系統(tǒng)轉(zhuǎn)變,，極大地提高建筑物的智能化程度,、節(jié)能水平和環(huán)保效益。

聲明：以上內(nèi)容源于程序系統(tǒng)索引或網(wǎng)民分享提供,，僅供您參考使用,，不代表本網(wǎng)站的研究觀點(diǎn)，請(qǐng)注意甄別內(nèi)容來(lái)源的真實(shí)性和權(quán)威性,。申請(qǐng)刪除>> 糾錯(cuò)>>