燃料电池（英文：Fuel Cell） ，是一种使用燃料进行化学反应产生电力的装置，最早于1839年由英国的格罗夫所发明。最常见是以氢氧为燃料的质子交换膜燃料电池，由于燃料价格平宜，加上对人体无化学危险，对环境无害，发电后产生纯水和热， 1960年代应用在美国军方，后于1965年应用于美国双子星计划双子星5号太空仓。现在也有一些笔记型电脑开始研究使用燃料电池。但由于产生的电量太小，且无法瞬间提供大量电能，只能用于平稳供电上。

　　燃料电池是一个电池本体与燃料箱组合而成的动力机制。燃料的选择性非常高，包括纯氢气，甲醇，乙醇，天然气，甚至于现在运用最广泛的汽油，都可以做为燃料电池的燃料。这是目　　前其他所有动力来源无法做到的。而以燃料电池做为汽车的动力，已被公认是二十一世纪必然的趋势。

　　燃料电池是以电的化学效应来进行发电，在我们的生活中有许多电池都是利用电的化学效应来发电，或储存电力;干电池，碱性电池，铅蓄电池都是以正负极金属的活性高低差来产生电位差的电的化学发电机，通称伏打电池。

　　甲醇燃料电池，燃料电池的层状结构（中心立方体）

　　燃料电池则是以具有可燃性的燃料与氧反应产生电力；通常可燃性燃料如瓦斯，汽油，甲烷（甲烷） ，乙醇（酒精） ，氢…这些可燃性物质都要经过燃烧加热水使水沸腾，而使水蒸气推动涡轮发电，以这种转换方式大部分的能量通常都转为无用的热能，转换效率通常只有约30 ％ ，相当的低，而燃料电池是以特殊催化剂使燃料与氧发生反应产生二氧化碳（二氧化碳）和水（ H2O ）的，因不需推动涡轮等发电器具，也不需将水加热至水蒸气再经散热变回水，所以能量转换效率高达70 ％左右，足足比一般发电方法高出了约40 ％ ;优点还不只如此，二氧化碳排放量比一般方法低许多，水又是无害的产生物，是一种低污染性的能源。

　　燃料电池十分复杂，涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论，具有发电效率高、环境污染少等优点。

总的来说，燃料电池具有以下特点：

（1）能量转化效率高　他直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限制。目前燃料电池系统的燃料―电能转换效率在45%～60%，而火力发电和核电的效率大约在30%～40%。

（2）有害气体ＳＯx、ＮＯx及噪音排放都很低　ＣＯ2排放因能量转换效率高而大幅度降低，五机械振动。

（3）燃料适用范围广

（4）积木化强　规模及安装地点灵活，燃料电池电站占地面积小，建设周期短，电站功率可根据需要由电池堆组装，十分方便。燃料电池无论作为集中电站还是分布式电，或是作为小区、工厂、大型建筑的独立电站都非常合适

（5）负荷响应快，运行质量高　燃料电池在数秒钟内就可以从最低功率变换到额定功率，而且电厂离负荷可以很近，从而改善了地区频率偏移和电压波动，降低了现有变电设备和电流载波容量，减少了输变线路投资和线路损失。

　　目前，燃料电池按电解质划分已有6个种类得到了发展，即碱性燃料电池（Alkaline Fuel Cell,AFC）、磷酸盐型燃料电池（Phosphoric Acid Fuel Cell,PAFC）、熔融碳酸盐型燃料电池（Molten Carbonate Fuel Cell,MCFC）、固体氧化物型燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）、固体聚合物燃料电池（Solid Polymer Fuel Cell,SPFC,又称为质子交换膜燃料电池，Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）、及生物燃料电池（BEFC）。按工作温度它们又分为高、中、低温型燃料电池。工作温度从室温到373K(100℃)的为常温燃料电池，如SPFC；工作温度在373K(100℃)～573K(300℃)之间的为中温燃料电池，如PAFC；工作温度在873K(600℃)以上的为高温燃料电池，如MCFC和SOFC。

　　燃料电池实质上是以控制氢弹爆炸的观念设计，太空船上的燃料电池是用来聚集星际旅行之间的氢气所产生的能量之用。太空船的太阳能板所聚集的电磁和太阳能将会转换成电能，而电能会用来慢慢地将存放在燃料电池内的氢置换成燃料。燃料电池也内含了一小部份受控制量的可进行核分裂的物质，这些物质依序用来与氢核进行核反应。核反应在燃料电池内进行，在太空旅程中提供高能量并加速离子引擎来推进太空船。在最后的旅程阶段，燃料电池提供了燃料火箭动力所需的氢。这整个过程受控在强大的电磁下，它能提供能量并且避免过量的能量外泄导致反应炉核心融毁。核反应的一项副产物――热能，则被燃料电池的外壁吸收并转换成供给电脑、维生系统和其他必要功用的电能。

　　经过多年的探索，最有望用于汽车的是质子交换膜燃料电池。它的工作原理是：将氢气送到负极，经过催化剂（铂）的作用，氢原子中两个电子被分离出来，这两个电子在正极的吸引下，经外部电路产生电流，失去电子的氢离子（质子）可穿过质子交换膜（即固体电解质），在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获得，只要不断给负极供应氢，并及时把水（蒸汽）带走，燃料电池就可以不断地提供电能。

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