第0238章 多孔質體

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離子在電場作用下，透過電解質遷移到陽極上，與燃料氣反應，構成迴路，產生電流。

同時，由於本身的電化學反應以及電池的內阻，燃料電池還會產生一定的熱量。

電池的陰、陽兩極除傳導電子外，也作為氧化還原反應的催化劑。

當燃料為碳氫化合物時，陽極要求有更高的催化活性。

陰、陽兩極通常為多孔結構，以便於反應氣體的通入和產物排出。

電解質起傳遞離子和分離燃料氣、氧化氣的作用。

為阻擋兩種氣體混合導致電池內短路，電解質通常為緻密結構。

燃料電池其原理是一種電化學裝置，其組成與一般電池相同。

其單體電池是由正負兩個電極以及電解質組成。

不同的是一般電池的活性物質貯存在電池內部，因此，限制了電池容量。

而燃料電池的正、負極本身不包含活性物質，只是個催化轉換元件。

因此燃料電池是名符其實的把化學能轉化為電能的能量轉換機器。

電池工作時，燃料和氧化劑由外部供給，進行反應。原則上只要反應物不斷輸入，反應產物不斷排除，燃料電池就能連續地發電。

以氫-氧燃料電池為例來說明燃料電池。

氫-氧燃料電池反應原理這個反應是電解水的逆過程。

電極應為：負極：h2+2oh-→2h2o+2e-

正極：12o2+h2o+2e-→2oh-

電池反應：h2+12o2==h2o

另外，只有燃料電池本體還不能工作，必須有一套相應的輔助系統，包括反應劑供給系統、排熱系統、排水系統、電效能控制系統及安全裝置等。

燃料電池通常由形成離子導電體的電解質板和其兩側配置的燃料極和空氣極、及兩側氣體流路構成，氣體流路的作用是使燃料氣體和空氣能在流路中透過。

在實用的燃料電池中因工作的電解質不同，經過電解質與反應相關的離子種類也不同。pafc和pefc反應中與氫離子相關，發生的反應為：

燃料極：h2==2h++2e-

空氣極：2h++12o2+2e-==h2o

全體：h2+12o2==h2o

在燃料極中，供給的燃料氣體中的h2分解成h+和e-，h+移動到電解質中與空氣極側供給的o2發生反應。

e-經由外部的負荷迴路，再反回到空氣極側，參與空氣極側的反應。

一系例的反應促成了e-不間斷地經由外部迴路，因而就構成了發電。

並且從上式中的反應式可以看出，由h2和o2生成的h2o，除此以外沒有其他的反應，h2所具有的化學能轉變成了電能。

但實際上，伴隨著電極的反應存在一定的電阻，會引起了部分熱能產生，由此減少了轉換成電能的比例。

引起這些反應的一組電池稱為元件，產生的電壓通常低於一伏。

因此，為了獲得大的出力需採用元件多層迭加的辦法獲得高電壓堆。

元件間的電氣連線以及燃料氣體和空氣之間的分離，採用了稱之為隔板的、上下兩面中備有氣體流路的部件，pafc和pefc的隔板均由碳材料組成。

堆的出力由總的電壓和電流的乘積決定，電流與電池中的反應面積成比。

pafc的電解質為濃磷酸水溶液，而pefc電解質為質子導電性聚合物系的膜。

電極均採用碳的多孔體，為了促進反應，以pt作為觸媒，燃料氣體中的將造成中毒，降低電極效能。

為此，在pafc和pe