氢燃料电池技术

氢燃料电池是一种能量转换装置，通过氢气和氧气的化学能连续转换为电能。氢燃料电池以比内燃机更高的效率运行，表现出60%或更高的电能转换效率，具有更低的排放。水是氢燃料电池发电过程中的唯一产物，因此在运行过程中不会产生二氧化碳排放或空气污染物。

氢燃料电池由三个相邻的部分组成，即阳极、电解质和阴极。当氢气在阳极发生氧化反应时，它产生通过电解质迁移到阴极的阳离子和流过外部电路的自由电子。相反，还原反应发生在阴极，氧被阳离子和电子还原为水。

根据所使用的电解质的类型，燃料电池可分为碱性燃料电池(AFC)、质子交换膜燃料电池(PEMEC)、磷酸燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)，下表列出了燃料电池的分类和特性。

类型	AFCs	PEMFCs	PAFCs	MCFCs	SOFCs
电解质	KOH	全氟磺酸离子交换膜	H3PO4	Li2CO3-K2CO3	Y2O3-ZrO2
催化剂	铂/钌	铂/钌	铂	氧化镍	镍
工作温度	65–220 °C	−40–90 °C	150–200 °C	650–700 °C	600–1000 °C
理论电压	1.18 V	1.18 V	1 V	1.116 V	1.13 V
系统效率	60%–70%	43%–68%	40%–55%	55%–65%	55%–65%