质子交换膜燃料电池工作原理 质子交换膜

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一、质子交换膜燃料电池工作原理

一、质子交换膜燃料电池工作原理

质子交换膜燃料电池的工作原理如下：原理上相当于水电解的“反向”装置。它的单体电池由阳极、阴极和质子交换膜组成。阳极是氢燃料被氧化的地方，阴极是氧化剂被还原的地方。两极都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。工作时相当于一个DC电源，其阳极是电源的负极，阴极是电源的正极。质子交换膜燃料电池的基本单元是单个燃料电池。

两个电极的反应是：阳极(阴极):2H2-4e=4H。阴极(正极):4e 4H=2H2O。注意，所有的电子e在负号上标上都被省略了。因为质子交换膜只能传导质子，所以氢质子可以直接穿过质子交换膜到达阴极，而电子只能通过外电路到达阴极。电桩介绍：

该电池堆由多个串联堆叠的单电池组成。双极板和膜电极三合一组件(MEA)交替堆叠，单体之间嵌入密封件，由前后端板压紧，螺钉紧固，形成质子交换膜燃料电池堆。

在层压和压实过程中，主气体通道应该对齐，以便氢气和氧气可以顺利到达每个电池。电堆工作时，氢气和氧气分别从入口引入，通过电堆的主气体通道分配到每个单体电池的双极板，通过双极板均匀分配到电极，通过电极支架与催化剂接触进行电化学反应。

电池组的核心是MEA组件和双极板。MEA是将两个喷有Nafion溶液和Pt催化剂的碳纤维纸电极分别放置在预处理后的质子交换膜两侧，使催化剂紧贴质子交换膜，在一定的温度和压力下成型而成。双极板通常采用石墨板材，具有密度高、强度高、不穿孔不漏气、高压下不变形、导电导热性能优异、与电极相容性好等特点。

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