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燃料电池原理化学,燃料电池原理

发布时间:2023-12-05 16:28:27编辑:温柔的背包来源:

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燃料电池原理化学,燃料电池原理

燃料电池是将燃料的化学能直接转化为电能的化学装置,也称为电化学发电机。是继水力发电、火力发电、原子能发电之后的第四种发电技术。

由于燃料电池通过电化学反应将燃料化学能中的吉布斯自由能转化为电能,不受卡诺循环效应的限制,因此效率高;此外,燃料电池以燃料和氧气为原料;同时没有机械传动部件,所以没有噪音污染,有害气体排放很少。因此,从节约能源和保护生态环境的角度来看,燃料电池是最有前途的发电技术。

燃料电池是一种能量转换装置,根据电化学原理,也就是原电池的工作原理,将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能,所以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、电解质和外电路。燃料气体和氧化气体分别从燃料电池的阳极和阴极引入。

燃料气体在阳极释放电子,电子通过外电路传导到阴极,与氧化气体结合产生离子。在电场的作用下,离子通过电解质迁移到阳极,与燃气反应形成回路,产生电流。同时,由于自身的电化学反应和电池的内阻,燃料电池也会产生一些热量。电池的阳极和阴极不仅传导电子,还充当氧化还原反应的催化剂。当燃料是碳氢化合物时,要求阳极具有较高的催化活性。

阴极和阳极通常是多孔结构,以便于引入反应气体和排出产物。电解质起到离子传递和分离燃料气体和氧化气体的作用。为了防止两种气体混合造成电池内短路,电解液通常为致密结构。

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