燃电池有什么样的优点？

在最近一二十年里，美国特别注意燃料电池的研制工作，日本则在引进美国技术的基础上大力进行技术开发。燃料电池之所以引起一些发达国家的重视，那么燃电池有什么优点呢?

优点

高效率。由于直接将燃料的化学能转换为电能，中间不经过热能转换，转换效率不受热力学卡诺循环的限制;由于没有机械能的转换，可免除机械传动损耗，再加上转换效率不因发电规模大小而变化，故燃料电池具有较高的转换效率。英国航天飞机应用的10-20千瓦的碱性燃料电池系统，以纯氢为燃料，纯氧为氧化剂，其转换效率可达60%;美国联合技术公司出售的40千瓦磷酸型燃料电池，用甲烷做燃料，以空气为氧化剂，其转换效率达40%一50%。若将余热加以利用，则其总能量转换效率可达80%。而常规的冷凝式发电的热效率也只有70%-80%。

低噪声、低污染。燃料电池在化学能转换为电能的过程中，没有机械运动的部件，只是控制系统有一部分小型运动部件，故它是低噪音的。据对美国40千瓦燃料电池相距3米测定的结果，噪音只有68分贝。

燃料电池还是低污染的能源。以磷酸型燃料电池为例，它排放的硫氧化物及氮化物都低于美国规定标准两个数量级。

适应性强。燃料电池可以使用各种含氢燃料，如甲烷、甲醇、乙醇、沼气、石油气、天然气和合成煤气等，氧化剂则是取之不尽、用之不竭的空气。燃料电池可以做成一定功率的标准组件，按照用户的需要组装成不同的功率和型式，安装在用户最方便的地方。如果需要也可以装成大型电站，与常规供电系统并网使用，这将有助于调节电力负荷。

建设周期短，维护简便。燃料电池在形成工业化生产之后，发电装置的各种标准组件，可在工厂进行连续化生产。它运输方便，还能在发电站现场进行组装。有人估算40千瓦磷酸型燃料电池的维护量，仅为同等功率柴油发电机的25%。

原理和发展

燃料电池是一种能量转化装置,它是按电化学原理,即原电池工作原理,等温的把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能,因而实际过程是氧化还原反应。燃料电池主要由四部分组成,即阳极、阴极、电解质和外部电路。燃料气和氧化气分别由燃料开发者_开发问答电池的阳极和阴极通入。燃料气在阳极上放出电子,电子经外电路传导到阴极并与氧化气结合生成离子。离子在电场作用下,通过电解质迁移到阳极上,与燃料气反应,构成回路,产生电流。同时,由于本身的电化学反应以及电池的内阻,燃料电池还会产生一定的热量。电池的阴、阳两极除传导电子外,也作为氧化还原反应的催化剂。当燃料为碳氢化合物时,阳极要求有更高的催化活性。阴、阳两极通常为多孔结构,以便于反应气体的通入和产物排出。电解质起传递离子和分离燃料气、氧化气的作用。为阻挡两种气体混合导致电池内短路,电解质通常为致密结构。