氢燃料电池原理及应用

肖飞

关键词：氢燃料电池;工作原理;应用

  一、氢燃料电池工作原理

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置，其基本原理是把氢和氧分别供给阳极和阴极，氢通过阳极向外扩散和电解质反应后，放出的电子通过外部的负载到达阴极，在这个过程中产生了电流与电回路，从而达到了发电的效果。

  二、氢燃料电池汽车

在全球范围内，目前对于氢能的发展重点主要集中在汽車燃料应用上。

燃料电池汽车是一种利用氢燃料作为长时间续航，传统电池作为瞬间大电流输出互相配合的一种新型动力汽车。燃料电池汽车的电力来源为氢气通过燃料电池系统发电，化学能转化为电能。

燃料电池汽车主要结构：燃料电池系统、驱动电机、直流变换器、动力电池及储氢罐。

  三、氢燃料电池未来展望

  1.氢燃料电池优势

氢燃料电池问世超过100年，但真正快速发展也不过几十年，这意味着氢燃料电池在未来还拥有着巨大的发展空间。

在固定式发电领域，氢燃料电池电能转化率高，优势明显，同时氢燃料电池对比传统发电厂拥有环境污染和噪声污染都小的优势。

在交通领域，氢燃料电池动力汽车排放低，更加环保，也没有传统电动汽车表现出的里程困扰。

  2.氢燃料电池劣势

首先是氢燃料电池的经济性目前还不能得以保证，导致现在氢燃料电池汽车数量不多。

其次是燃料问题，虽然氢的制备、运输和存储技术在近几十年已经有了重大突破，但仍有很多技术不成熟的方面需要逐步完善。

另外，加氢站的建设也制约燃料电池技术的发展。

  四、氢燃料电池应用

氢燃料电池技术在交通领域应用已逐步走向市场。

1.2022年6月17日，一汽解放300辆氢燃料电池卡车从长春正式发往北京、上海和山西三地，标志着国内商用车企业逐步迈入氢能商业化落地阶段。

2.2022年7月5日北京市首批福田造40辆氢燃料重卡正式投入运营。

3.据氢能观察获悉，现代汽车集团于2022年7月19日宣布，其与英国飞机发动机制造商劳斯莱斯公司签署了一项商业协议，将全电力推进和氢燃料电池技术引入先进空中交通（AAM）市场。

参考文献：

[1]IYNC：2002A world of opportunities.Nuclear news 2002，45（7）：53-57.

[2]American Nuclear Society winter meeting：Nuclear and Energy Independence.Nuclear news2002，45（6）：40-58.

（作者单位：湘潭理工学院 肖 飞）