燃料电池种类工作原理及结构
燃料电池几部分组成的原理
燃料电池几部分组成的原理
燃料电池由以下几个主要部分组成：
1. 阳极（负极）：阳极是燃料电池的负极，它通常由催化剂（如铂）组成，用于促使燃料的氧化反应。
氢燃料被供给到阳极，并在催化剂的作用下分解为质子和电子。
2. 阴极（正极）：阴极是燃料电池的正极，它通常由催化剂（如铂）和吸氧剂（如氧气）组成，用于促使氧化剂的还原反应。
氧气被供给到阴极，并与质子和电子结合，生成水。
3. 电解质：电解质在燃料电池中起到离子传递的作用。
它通常是一个有高离子传导性能的材料，如聚合物膜或固体氧化物。
电解质帮助质子在阳极和阴极之间移动，并阻止电子通过直接流过电路而不是通过外部电路。
4. 电流收集器：电流收集器是将电子从阳极和阴极引出的部分。
它通常由导电材料组成，如金属网或导电涂层，并用于将电子引导到外部电路中。
当燃料和氧气在阳极和阴极之间通过电解质交互反应时，质子从阳极穿过电解质向阴极传递，同时电子通过外部电路流动，创建电流。
这种电流可以用来做功，例如驱动电动汽车或为家庭提供电力。
燃料电池的主要反应是氢气的氧化反应和氧气的还原反应，其综合反应方程式为：
2H2 + O2 -> 2H2O + 电能
在这个过程中，水是唯一的副产品，并且没有任何有害物质的排放。
燃料电池以高效率和环保性能而闻名，正因为如此，它被广泛应用于交通运输、能源储存和能源供应等领域。
燃料电池的工作原理
燃料电池的工作原理燃料电池（Fuel Cell）是一种利用氢气等燃料直接产生电能的装置。
它具有高能量转换效率、低碳排放、静音无污染等优势，被认为是未来清洁能源的重要选择之一。
本文将介绍燃料电池的工作原理。
一、燃料电池的基本构成燃料电池由阳极、阴极和电解质膜三个关键组成部分构成。
阳极是一个负极，负责接收氢气燃料，并将其分解成氢离子（H+）和电子（e-）。
通常使用的阳极材料有铂、铂合金等。
阴极是一个阳极的对应极性，在燃料电池中，氧气是常用的阴极气体。
当氧气到达阴极时，它与氢离子和电子结合形成水。
阴极通常使用的材料有铂、铂合金等。
电解质膜位于阴极和阳极之间，起到分隔阳极和阴极的作用，阻止氢离子和电子直接相遇。
电解质膜必须具备良好的离子传导性和电子隔离性。
常用的电解质膜包括质子交换膜（Proton Exchange Membrane，PEM）和固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）。
二、燃料电池的工作原理可以用以下几个步骤来描述：1. 氢气供应：氢气燃料通过供应系统被输送至阳极。
2. 吸附和分解：氢气分子在阳极催化剂表面吸附，并被分解成质子和电子。
3. 离子传导：质子通过电解质膜传导到阴极。
4. 电子传导：电子无法穿过电解质膜，通过外部电路来传导，从而产生电流。
5. 氧气还原：氧气被输送到阴极，与质子和电子结合形成水。
综上所述，燃料电池的工作原理可以简述为：氢气经过阳极催化剂的作用被氧化成质子和电子，质子通过电解质膜传导到阴极，电子通过外部电路传导产生电流，最终在阴极与氧气结合形成水。
这个过程实现了燃料的直接转化为电能，而无需燃烧，因此燃料电池具有高效率、低排放的特点。
三、燃料电池的应用前景燃料电池具有广泛的应用前景，在不同领域有不同的应用形式。
1. 交通运输领域：燃料电池可以作为电动汽车的动力源，解决传统汽车所带来的尾气污染和噪音问题。
2. 移动设备领域：燃料电池可以作为移动设备的独立电源，比如手机、笔记本电脑等，延长使用时间。
燃料电池的结构与工作原理分析
燃料电池的结构与工作原理分析燃料电池（Fuel Cell）是一种新型能源转换技术，它可以将化学能转化为电能，在工业和家庭等各个领域得到了广泛应用。
那么，它的结构和工作原理是什么呢？一、燃料电池的结构燃料电池由多个部件组成，包括阴极、阳极、电解质和集流板等。
在这些部件中，电解质是最关键的组成部分，它分离了阴阳两极，并在其中提供离子传输通道。
电解质也被称为“质子交换膜”，通常使用聚合物膜，如聚四氟乙烯（PTFE）或氟化聚合物膜。
在此基础上，燃料电池可以分为不同的类型，如质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）和直接甲醇燃料电池（DMFC）等。
阴极和阳极分别位于电解质两侧，它们通过电解质连接起来，构成一个电池。
电路连接两个集流板，一个获得电子而另一个获得离子。
燃料供应系统将燃气提供给阳极侧，氧气供应系统将氧气提供给阴极侧。
燃料和氧气在阳极和阴极处发生氧化还原反应，產生出电子和离子，并在电路中流动，最终输出电能。
整个系统应该是一个紧密的结构，以确保燃气和氧气传递的有效性和连续性。
所有这些部件都应该严密相连，并彼此协调，确保燃料电池的正常运行。
二、燃料电池的工作原理燃料电池的工作原理基于氧化还原反应，其主要过程如下：1.燃料供给燃料电池需要氢气或类似氢气的化合物，如甲烷、丙烷或乙醇等。
这些气体会在燃料供应系统中进行气体净化和处理。
处理完成后，燃料会通过阴极电极并流向电解质的一侧。
2.氧气供给氧气也是燃料电池必不可少的元素。
氧气从空气中提取，流入燃料电池的散热器中进行预处理并得到压缩。
在流入电解质的另一侧时，氧气与燃料在电解质的表面相遇，反应并放出能量。
3.反应发生在发生反应之前，电解质会将燃料侧的氢原子分解为质子和电子。
质子向电解质中传递，电子向外流动并传递到阳极侧。
电子与在氧气侧的质子重新相遇，生成H2O并放出电子，从而产生电能。
4.输出电能电能通过电极板输送出去，供给终端设备使用。
在使用过程中，燃料电池会不断地从燃料和氧气中获取能量，并将其转化为电能。
试简述五大类燃料电池的工作原理和各自的特点
试简述五大类燃料电池的工作原理和各自的特点燃料电池是一种特殊的电池，使用燃料（如氢气、甲醇等）和氧气作为氧化还原反应的原料，在其中引入电解质和催化剂，从而实现燃料的电氧化和产电的过程。
燃料电池的常见分类方法有五种，包括质子交换膜燃料电池、直接甲醇燃料电池、固体氧化物燃料电池、碱性燃料电池和离子聚合物燃料电池。
这篇文章将会逐一介绍这些燃料电池的工作原理及各自的特点。
质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cells，PEMFC）是一种常用的燃料电池，使用氢气和氧气进行反应。
这种燃料电池通过质子交换膜将氢离子从阴极传导到阳极，同时通过氧气在阳极上进行氧化反应，产生电流。
PEMFC 的工作温度通常在60-90℃之间，反应产生的水和热量可以直接排放。
PEMFC 的优点在于响应时间快，电子传导性好，能量密度高，且输出电压稳定。
缺点则在于对纯氢气的依赖性，电极上容易沉积垢物，且质子交换膜对化学稳定性和耐久性的要求较高。
直接甲醇燃料电池直接甲醇燃料电池（Direct Methanol Fuel Cells，DMFC）是另一种常见的燃料电池，使用甲醇和氧气进行反应。
DMFC 通过将甲醇和水在阴极上进行氧化反应，产生质子和二氧化碳；而在阳极上则通过氧气还原，产生水和电流。
DMFC 的工作温度通常在60-90℃之间，较为适合小型可携式设备。
DMFC 的优点在于能够直接使用液态甲醇（或甲醇水溶液）作为燃料，更易于储存和使用。
其缺点则在于甲醇受贵金属催化剂上电子传导速率较慢，且反应过程中产生的CO2 会限制其效率和稳定性。
固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cells，SOFC）是一种高温燃料电池，使用氢气和氧气进行反应。
SOFC 在阳极上通过水和氢气的氧化反应，产生质子和电子；而在阴极上则通过二氧化碳的还原，产生氧离子和电子。
四种燃料电池的反应原理
四种燃料电池的反应原理燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，其基本原理是通过利用电化学反应将燃料和氧气直接转化为电能和热能。
根据不同的燃料和电解质以及反应机制，燃料电池可以分为四种类型，分别为质子交换膜燃料电池（PEMFC）、碱性燃料电池（AFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。
1. 质子交换膜燃料电池（PEMFC）：质子交换膜燃料电池是一种常用的燃料电池类型。
其基本原理是利用质子交换膜作为电解质，通过氢气和氧气在阳极和阴极上的电化学反应产生电能。
具体反应为，阳极：H2 →2H+ + 2e-；阴极：1/2O2 + 2H+ + 2e- →H2O。
两个半反应结合，可以得到全反应方程：H2 + (1/2)O2 →H2O。
该反应是通过质子在质子交换膜中传输而实现的。
2. 碱性燃料电池（AFC）：碱性燃料电池是一种较早期开发的燃料电池类型，其原理与质子交换膜燃料电池有所不同。
碱性燃料电池使用的是碱性溶液（如氢氧化钾溶液）作为电解质，通过氢气和氧气在阳极和阴极上的电化学反应产生电能。
具体反应为，阳极：2H2 + 4OH- →4H2O + 4e-；阴极：O2 + 2H2O + 4e- →4OH-。
两个半反应结合，可以得到全反应方程：2H2 + O2 →2H2O。
该反应是通过氢离子在碱性溶液中传输而实现的。
3. 直接甲醇燃料电池（DMFC）：直接甲醇燃料电池是一种以甲醇为燃料的燃料电池类型。
其基本原理是利用质子交换膜作为电解质，通过甲醇在阳极上的氧化反应和氧气在阴极上的还原反应产生电能。
具体反应为，阳极：CH3OH + H2O→CO2 + 6H+ + 6e-；阴极：3/2O2 + 6H+ + 6e- →3H2O。
两个半反应结合，可以得到全反应方程：CH3OH + 3/2O2 →CO2 + 2H2O。
该反应是通过质子在质子交换膜中传输而实现的。
4. 固体氧化物燃料电池（SOFC）：固体氧化物燃料电池使用固态氧化物材料（如氧化锆）作为电解质。
燃料电池
五、固体氧化物燃料电池（SOFC）
3、固体氧化物燃料电池的特点 固体氧化物燃料电池除了具体燃料电池的一般优点外，它还具有以下特点： （1）对燃料的适应性强，能在多种燃料包括碳基燃料的情况下运行； （2）不需要使用贵金属催化剂； （3）使用全固态组件，不存在对漏液、腐蚀的管理问题； （4）积木性强，规模和安装地点灵活等。 固体氧化物燃料电池与磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池相比有以下优点： （1）较高的电流密度和功率密度； （2）阳、阴极极化可忽略，彼化损失集中在电解质内阻降； （3）可直接使用氢气、烃类(甲烷)、甲醇等作燃料，而不必使用贵金属作催化剂； （4）避免了中、低温燃料电池的酸碱电解质或熔盐电解质的腐蚀及封接问题；
一、燃料电池类型
1）燃料供应系统。 燃料供应系统主要任务就是给燃料电池提供燃料。 2）氧化剂系统。 氧化剂系统主要给燃料电池提供氧气。可以从空气中获取氧气或从氧气罐中获取氧气，空气需 要用压缩机来提高压力，以增加燃料电池反应的速度。在燃料电池系统中，配套压缩机的性能有特 定的要求，压缩机质量和体积会增加燃料电池发动机系统的质量、体积和成本，压缩机所消耗的功 率会使燃料电池的效率降低。空气供应系统的各种阀、压力表、流量表等的接头要采取防泄漏措施 。在空气供应系统中还要对空气进行加湿处理，保证空气有一定的湿度。 3）发电系统。 发电系统是指燃料电池本身，它将燃料和氧化剂中的化学能直接变成电能，而不需要经过燃烧 的过程，它是一个电化学装置。
新能源汽车技术
——冷却系统
——燃料电池
2课时
提出任务
作为一名汽车专业的学生，你知道燃料电池有哪些类型及工 作原理？
燃料电池
燃料电池的类型 不同燃料电池的结构及工作原理
本节 重点
（1）了解燃料电池类型； （2）知道碱性燃料电池（AFC）的基本结构 与工作原理； （3）知道质子交换膜燃料电池（PEMFC）的 基本结构与工作原理； （4）知道固体氧化物燃料电池（SOFC）的基 本结构与工作原理。
燃料电池工作原理、分类及组成
电解质材料
• PAFC的电解质是浓磷酸溶液。磷酸在常温下导电性小，在高温
下具有良好的离子导电性，所以PAFC的工作温度在200℃左右。 磷酸是无色、油状且有吸水性的液体，它在水溶液中可离析出 导电的氢离子。浓磷酸（质量分数为100%）的凝固点是42℃， 低于这个温度使用时，PAFC的电解质将发生固化。而电解质的 固化会对电极产生不可逆转的损伤，电池性能会下降。所以 PAFC电池一旦启动，体系温度要始终维持在45℃以上。
位与Pt/C或Pt电催化剂作用下发生电化学氧化，并 与氧的电化学还原构成短路电池，在阴极产生混合 电位。
甲醇经膜的这一渗透，不但导致氧电极产生混合电 位，降低DMFC的开路电压，而且增加氧阴极极化和
降低电池的电流效率。
不同浓度下和负荷条件下
甲醇渗透的变化
DMFC与PEMFC不同点
1）由甲醇阳极氧化电化学方程可知，当甲醇阳极氧化时，不但
在过去相当长的一段时期内，AFC系统的研究范围
涉及不同温度、燃料等各种情况下的电池结构、材
料与电性能等。
根据电池工作温度不同， AFC 系统可分为中温型与
低温型两种。
前者以培根中温燃料电池为代表，它由英国培根
(F ． T ． Bacon) 研制，工作温度约为 523K ，阿波罗 登月飞船上使用的AFC系统就属于这一类型。
隔膜材料
• PAFC的电解质封装在电池隔膜内。隔膜材料目前采用微孔结构隔膜， 它由SiC和聚四氟乙烯组成，写作SiC-PTFE。新型的SiC-PTFE隔膜 有直径极小的微孔，可兼顾分离效果和电解质传输。 • 设计隔膜的孔径远小于PAFC采用的氢电极和氧电极（采用多孔气体 扩散电极）的孔径，这样可以保证浓磷酸容纳在电解质隔膜内，起 到离子导电和分隔氢、氧气体的作用。隔膜与电极紧贴组装后，当
燃料电池电动汽车的工作原理和组成
燃料电池电动汽车的工作原理和组成燃料电池电动汽车作为新能源汽车的一种，其工作原理和组成是怎样的呢？下面将从工作原理和组成两个方面进行详细介绍。
一、工作原理1. 氢气和氧气的电化学反应燃料电池电动汽车的核心是燃料电池，其工作原理是利用氢气和氧气在电化学反应过程中产生电能。
在燃料电池内部，氢气从阴极一侧进入，氧气从阳极一侧进入，两者在电解质膜上发生化学反应，产生水和电能，因此也被称为氢气电池。
2. 电能转化为动力燃料电池产生的电能经过电控系统，转化为汽车所需的动力，驱动电动汽车行驶。
二、组成结构1. 燃料电池系统燃料电池系统包括燃料电池堆、氢气储存罐、氧气供应系统等组成部分。
其中，燃料电池堆是最核心的部件，由多个单个燃料电池组成，通过将氢气和氧气输入到电解质膜上，产生电能。
2. 电控系统电控系统是燃料电池电动汽车的大脑，负责控制燃料电池系统的运行和管理。
它通过各种传感器实时监测燃料电池的工作状态，并根据车速、踏板行程等信息来控制燃料电池系统的输出。
3. 电池除了燃料电池之外，燃料电池电动汽车还配备了锂电池等储能设备。
这些电池主要用于存储制动能量回收等过程中产生的电能，以及在起步、加速等高功率场景下提供额外动力。
4. 电动驱动系统电动驱动系统包括电动机、变速箱和传动装置等部件，负责将燃料电池产生的电能转化为汽车的动力，驱动车辆前进。
5. 氢气储存和氢气供应系统燃料电池电动汽车的氢气储存和供应系统是汽车能否正常工作的关键。
氢气储存罐主要用于储存氢气，而氢气供应系统则负责将储存罐中的氢气输送到燃料电池堆中进行反应。
以上就是关于燃料电池电动汽车的工作原理和组成的详细介绍。
通过以上介绍，可以看出燃料电池电动汽车是利用氢气和氧气进行电化学反应产生电能，再将电能转化为动力驱动汽车行驶的新型环保能源汽车。
希望通过全社会的努力，未来燃料电池电动汽车能够更加普及，为环境保护事业贡献力量。
燃料电池电动汽车的工作原理和组成是众多科学家和工程师们多年努力研究和发展的成果。
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燃料电池
燃料电池(FuelC ｅl ｌ)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置.燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。
它从外表上看有正负极和电解质等,像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。
燃料电池含有阳阴两个电极，分别充满电解液，而两个电极间则为具有渗透性的薄膜所构成.氢气由阳极进入供给燃料，氧气(或空气)由阴极进入电池.
电池经由催化剂的作用，使得阳极的氢原子分解成氢质子(pro ｔo ｎ）与电子（ｅlectro ｎ），其中质子进入电解液中,被氧“吸引"到薄膜的另一边,电子经由外电路形成电流后，到达阴极。
在阴极催化剂之作用下,氢质子、氧及电子,发生反应形成水分子。
这正是水的电解反应的逆过程,因此水是燃料电池唯一的排放物. 利用这个原理,燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电,为一种 ＂发电机"。
阳极反应 - 阴极反应 总反应 伴随着电池反应，
电池向外输出电能。
只要保持氢气和氧气的供给，该燃料电池就会连续不断地产生电能。
燃料电池的分类
1 按燃料电池的运行机理分
根据燃料电池的运行机理的不同,可分为酸性燃料电池和碱性燃料电池.例如磷酸燃料电池（PA ＦC)和液态氢氧化钾燃料电池（LPH ＦＣ)。
2按电解质种类分
根据燃料电池中使用电解质种类的不同，可分为酸性、碱性、熔融盐类或固体电解质的燃料电池。
即碱性燃料电池（AFC ）、磷酸燃料电池（PAFC ）、熔融碳酸盐燃料电池（MCF Ｃ)、固体氧化物燃料电池(SOF Ｃ）和质子交换膜燃料电池（ＰEMFC ）等。
在燃料电池中,磷酸燃料电池(ＰAFC ）、质子交换膜燃料电池(PEMFC ）可以冷起动和快起动,可以用作为移动电源,适应燃料电池电动汽车（FCEV)使用的要求，更加具有竞争力。
３按燃料类型分
燃料电池的燃料有氢气、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有机燃料和汽油、柴油以及天然气等气体燃料,有机燃料和气体燃料必须经过重整器“重整”为氢气后,才能成为燃料电池的燃料。
根据燃料电池使用燃料类型的不同，可分为直接型燃料电池、间接型燃料电池和再生型燃料电池。
4按工作温度分
e H H 222+→+O H O e H 222122→+++O H O H 22222=+
根据燃料电池工作温度的不同，可分为低温型，温度低于200℃；中温型，温度为200－750℃；高温型,温度高于750℃。
质子交换膜燃料电池（ＰＥMFC)
在常温下可以正常工作，这类燃料电池需要采用贵金属作为催化剂,燃料的化学能绝大部分都能转化为电能,只产生少量的废热和水,不产生污染大气环境的氮氧化物.熔融碳酸盐燃料电池(M Ｃ F C）和固体氧化物燃料电池(ＳＯFＣ)在高温下作，这类燃料电池不需要采用贵金属作为催化剂。
但由于工作温度高,需要采用复合废热回收装置来利用废热,体积大。
１碱性染料电池
碱性燃料电池是该技术发展最快的一种电池,主
要为空间任务，包括航天飞机提供动力和饮用
水。
阳极反应：2H2 + ４OH－→ 4 Ｈ２Ｏ+ 4e—ﻫ
阴极反应:O２ + 2H２O + 4 e—→ 4OH－
总反应：O２＋2Ｈ2 →2H2O
碱性燃料电池的工作温度大约８0℃。
因此,它们
的启动也很快，但其电力密度却比质子交换膜燃
料电池的密度低十来倍，在汽车中使用显得相当
笨拙。
不过，它们是燃料电池中生产成本最低的一种电池，因此可用于小型的固定发电装置。
如同质子交换膜燃料电池一样,碱性燃料电池对能污染催化剂的一氧化碳和其它杂质也非常铭感.此外，其原料不能含有一氧化碳，因为氧化碳能与氢氧化钾电解质反应生成碳酸钾,降低电池的性能。
2。
磷酸燃料电池（PAF Ｃ）
P ＡＦC 采用重整天然气作燃料，空气作氧化剂,浸有浓磷酸的Si Ｃ 微孔膜作电解质 , Pt/C 作催化剂 ,工作温度 20０℃ . 磷酸燃料电池(Ph ｏs ｐhori ｃ Ａcid Fuel Cell ， ＰＡＦＣ)是以浓磷酸为电解质，以贵金属催化的气体扩散电极为正、负电极的中温型燃料电池。
可以在15０～２２０℃工作。
具有电解质稳定、磷酸可浓缩、水蒸气压低和阳极催化剂不易被ＣO 毒化等优点，是一种接近商品化的民用燃料电池。
阳极反应：H ２＋2e- →2H+ 阴极反应：1/2O2+２H+ → Ｈ2Ｏ＋2ｅ－
总反应： 1/２O2 +H2 → H2Ｏ
PA ＦC 是目前单机发电量最大的一种燃料电
池。
由多节单电池按压滤机方式组装构成电池组.PAFC 的工 作温度一般为 ２00℃左右 ,能量转化率约
在 40%，为保证电池工作稳定，必须连续地排除废热.
图9-10磷酸燃料电池结构和工作原理
电流
氢气 水
氧气 阳极 阴极
磷酸 负载 H
3熔融碳酸燃料电池（MCFC)
工作温度可达６50℃。
这种电池的效率
很高，但材料需求的要求也高。
溶化的碳酸盐燃料电池与上述讨论的
燃料电池差异较大，这种电池不是使用
溶化的锂钾碳酸盐就是使用锂钠碳酸盐
作为电解质。
当温度加热到650℃时，这
种盐就会溶化，产生碳酸根离子,从阴极
流向阳极,与氢结合生成水，二氧化碳和
电子.电子然后通过外部回路返回到阴
极,在这过程中发电。
阳极反应：CO32- + H2 → H2O + CＯ2
+ 2e-
阴极反应:ＣO2 + 1／2 O2 + 2e- → CO32—
电池反应：Ｏ2+2H2 →２H2O
四大优势:
① 在工作温度下,ＭＣFC可以进行内部重整燃料，例如在阳极反应室进行甲烷的重反应，重整反应到所需热量由电池反应的余热提供；
②MＣFＣ的工作温度为650～70０℃，其余热可用来压缩反应气体以提高电池性能，可以用
于供暖;
③燃料重整时产生的CO 可以作为MCＦC的燃料,且由于MCＦC为高温燃料电池，不会受到ＣO的中毒催化剂的威胁;
④催化剂为镍合金,不使用贵金属。
4质子交换膜燃料电池（ＰEＭFC）
质子交换膜燃料电池PEMＦC是一种燃料电池，
在原理上相当于水电解的“逆"装置。
其单电
池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢
燃料发生氧化的场所,阴极为氧化剂还原的场
所，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
直流电源，其阳极即电源负极，阴极为电源正
极。
两电极的反应分别为:
阳极反应：H2→2H+＋2e-
阴极反应:1/2Ｏ２＋2H++2ｅ- →H2O
电池反应：H2+1/2Ｏ2 →H2O
PＥMFC的电极常被称为膜电极组件,它是指质子
交换膜和其两侧各一片多孔气体扩散电极（涂有
催化剂的多孔碳布)组成的阴、阳极和电解质的复
合体. 与AFC 、 PAFC 相比 ,PEMFC保持电极与
膜的良好接触要困难得多。
PEMＦC的膜为高分子
聚合物，仅靠电池组装力不能使电极与离子交换
膜之间有良好的接触,同时质子导体也无法进入
多孔气体电极的内部。
于是必须制备电极－膜-电
极的三合一组件。
具体做法是将全氟磺酸树脂玻
璃化温度下施加一定压力，将以加入全氟磺酸树
脂的氢电极（阳极）、隔膜( 全氟磺酸型质子
交换膜）和已加入全氟磺酸树脂的氧电极(阴
极）压和在一起,形成了电极-膜—电极三合一组件
５固体氧燃料电池（SOFＣ)
固体氧化物燃料电池(Ｓolid Oxide Ｆuel Cell，简称SOＦC）属于第三代燃料电池,是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。
被普遍认为是在未来会与质子交换膜燃料电池（PEMＦC）一样得到广泛普及应用的一种燃料电池。
采用的是固态电解质(钻石氧化物）,性能很好。
他们需要采用相应的材料和过程处理技术,因为电池的工作温度约为1000℃.固态氧化物燃料电池工作温度比溶化的碳酸盐燃料电池的温度还要高，它们使用诸如用氧化钇稳定的氧化锆等固
态陶瓷电解质，而不用使用液体电解质.
其工作温度位于800－1０0０℃之间。
阴极反应Ｏ2＋4e－→2O２-
阳极反应２O2—+２H２→H２O+4e-
电池反应2H2+O2 →2H2O
在这种燃料电池中,当氧离子从阴极移
动到阳极氧化燃料气体(主要是氢和一
氧化碳的混合物）使便产生能量.阳极生
成的电子通过外部电路移动返回到阴极
上,减少进入的氧，从而完成循环。