新能源发电课程设计燃料电池
《燃料电池》一节的教学设计
《燃料电池》一节的教学设计燃料电池教学设计一、教学目标本教学设计旨在帮助学生了解燃料电池的工作原理、分类和应用，并能够分析燃料电池的优点和局限性。
二、教学内容1. 燃料电池的定义和基本原理2. 燃料电池的分类与特点3. 燃料电池的应用领域和前景展望4. 燃料电池的优点和局限性分析三、教学过程步骤一：导入 (10分钟)通过展示一张燃料电池的示意图和简洁明了的定义，引导学生初步了解燃料电池，并激发研究兴趣。
步骤二：核心概念讲解 (20分钟)详细讲解燃料电池的基本原理，包括电化学反应、电流生成和电池构成等关键概念。
通过具体案例和实验示范，加深学生对燃料电池工作原理的理解。
步骤三：分类与特点 (15分钟)介绍燃料电池的分类，包括质子交换膜燃料电池、固体氧化物燃料电池等。
针对每种类型的燃料电池，讲解其工作原理、优点和特点，并与其他类型进行比较。
步骤四：应用领域和前景展望 (15分钟)探讨燃料电池的应用领域，如交通运输、移动设备、能源储存等，并介绍相关的成功案例。
展望燃料电池在未来能源领域的发展前景，引发学生思考和讨论。
步骤五：优点和局限性分析 (20分钟)分析燃料电池的优点，如高效、环保等，并指出其存在的局限性，如燃料供应、成本等。
引导学生思考燃料电池的发展趋势和解决方案。
四、教学评估1. 课堂讨论：通过提问和回答，评估学生对燃料电池基本原理和分类的理解程度。
2. 小组活动：要求学生以小组形式讨论燃料电池的应用领域和前景，并展示他们的分析和观点。
3. 个人思考：要求学生写下他们对燃料电池的优点和局限性的思考，并提出自己的观点和建议。
五、教学资源1. 燃料电池示意图和定义的PPT幻灯片2. 燃料电池的实验演示设备和材料3. 讨论指导问题和小组活动指导手册六、教学延伸为了进一步加深学生对燃料电池的理解和应用，教师可以鼓励学生进行燃料电池实验，并指导学生设计并制作燃料电池模型。
七、教学反思通过本教学设计的实施，学生可以很好地掌握燃料电池的基本原理和分类，并了解其应用领域和优缺点。
新能源汽车电子教案 第五章 燃料电池电动汽车
第五章燃料电池电动汽车学习目标1.掌握燃料电池的类型及特点，并了解其工作原理。
2.掌握燃料电池电动汽车的类型及结构。
3.了解燃料电池电动汽车的产业发展状况。
4.了解燃料电池电动汽车的典型车型。
第一节燃料电池电动汽车的类型与基本结构一、燃料电池类型及其性能分析燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置、燃料电池可分为碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）等。
1．质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池单体主要由膜电极（阳极、阴极）、质子交换膜和集流板组成。
2．碱性燃料电池碱性燃料电池的电解质为碱性的氢氧化钾（KOH），故称为碱性燃料电池。
3．磷酸燃料电池磷酸燃料电池是以磷酸为电解质，故称为磷酸燃料电池。
4．熔融碳酸盐燃料电池熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）通常采用含锂和钾的碳酸盐为电解质，阴极为镍的氧化物，阳极为镍合金，正常工作温度为650oC。
5．固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池的电解质是固体氧化物，催化剂和电池的结构材料，也都是固体氧化物。
故称为固体氧化物燃料电池。
二、燃料电池电动汽车的类型与其结构燃料电池汽车定义：燃料电池电动汽车（FCEV）是利用氢气和空气中的氧在催化剂的作用下在燃料电池中经电化学反应产生的电能，并作为主要动力源驱动的汽车。
1．燃料电池单独驱动FCEV该结构只有燃料电池一个动力源，汽车的所有功率负荷都由燃料电池承担。
图5-6纯燃料电池驱动的FCEV2．燃料电池与辅助蓄电池联合驱动FCEV该结构为一典型的串联式混合动力结构。
图5-7燃料电池与辅助蓄电池联合驱动FCEV3．燃料电池与超级电容联合驱动FCEV这种结构形式与燃料电池+蓄电池结构相似，只是把蓄电池换成超级电容。
图5-8燃料电池与超级电容联合驱动4．燃料电池与辅助蓄电池和超级电容联合驱动的FCEV 燃料电池与蓄电池和超级电容联合驱动的电动汽车的动力系统结构也为串联式混合动力结构。
高中化学《燃料电池》优质课教学设计、教案
了解学生对上
节课重点知识
的掌握情况并
为本节课学习
打好基础。
【实验探究】
探究氢氧燃料电池
学生分组完成实验， 并观察记录实验现象。
创设情景， 培养学生的合作观察动手实验
的能力。
【思考交流1】
1运用原电池原理小组交流来描述氢氧
燃料电池的工作原理。
2书写氢氧燃料电池的电极反应和总反
应。
3燃料电池的优点和缺点。
人教版选修4第四章
《燃料电池》教学设计
课题
燃料电池
教学目标
（一）知识与技能目标
1.复习原电池的化学原理并理解运用。
2.通过实验模拟探究氢氧燃料电池的工作原理。并能书写燃料电池的电极反应。
（二）过程与方法目标
1.通过实验培养学生观察能力与分析思维能力，并通过了解氢氧电池的特点而增强环保意识。
2.引导学生通过解决实际问题为进行探究学习方法，并深刻理解化学守恒观和微粒观在解决具体问题中的应用。
（三）情感态度与价值观目的
1.激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。
2体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学
习化学的责任感和使命感。
教学重点
1原电池原理在燃料电池中的运用
2守恒观和微粒观在解题中的应用
教学难点
燃料电池电极反应的书写。
教学方法
分析类比法、实验探究法、讲授法
仪器、用
品
多媒体；燃料电池制取实验仪器、实验药品；
教师活动
学生活动
设计意图
【图片导课】幻灯片展示新闻图片
学生观察
了解电池的发
展现状
引入新课:上节课我们已经学习了原电池的工作原理以，本节课我们重点学习
《新能源发电》课程设计
《新能源发电》课程设计网络教育学院《新能源发电》课程设计题目：风光互补发电技术学习中心：层次：专升本专业：电气工程及其自动化年级：学号：学生：辅导教师：康永红完成日期：一、简介及发展过程风光互补，是一套发电应用系统，该系统是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，逆变器将蓄电池组中储存的直流电转变为交流电，通过输电线路送到用户负载处。
是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。
最初的风光互补发电系统，就是将风力机和光伏组件进行简单的组合，因为缺乏详细的数学计算模型，同时系统只用于保证率低的用户，导致使用寿命不长。
近几年随着风光互补发电系统应用范围的不断扩大，保证率和经济性要求的提高，国外相继开发出一些模拟风力、光伏及其互补发电系统性能的大型工具软件包。
通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出最佳的系统配置。
在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定：一是功率匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率，主要用于系统的优化控制；另一是能量匹配的方法，即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量，主要用于系统功率设计。
二、风光互补发电系统的运行结构风光互补发电系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、控制器、蓄电池、逆变器、交流直流负载等部分组成，系统结构图见附图。
该系统是集风能、太阳能及蓄电池等多种能源发电技术及系统智能控制技术为一体的复合可再生能源发电系统。
(1)风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电；(2)光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电；(3)逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的220v交流电，保证交流电负载设备的正常使用。
《新能源汽车概论》 教学设计(任务3-1 燃料电池汽车)
授课教案纲要与流程设计（教案）任务3-1 燃料电池汽车【任务引入】燃料电池汽车是一种低污染排放的汽车。
大力发展燃料电池汽车是为可持续发展做贡献。
燃料电池汽车（FCV）是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。
车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得到的高含氢重整气。
与通常的电动汽车比较，其动力方面的不同在于FCV用的电力来自车载燃料电池装置，电动汽车所用的电力来自由电网充电的动力蓄电池。
因此，FCV的关键是燃料电池。
【学习目标】1．知识目标①能够正确描述燃料电池的基本结构原理、特点及应用于汽车的燃料电池种类。
②能够正确描述质子交换膜燃料电池的组成、各组成部分的作用及基本工作原理。
③能够正确描述燃料电池组的组成及各组成部分的作用。
④能够正确描述以氢为燃料的燃料电池发电系统和以甲醇为燃料的燃料电池发电系统的组成及各组成部分的功能。
⑤能够正确描述燃料电池汽车采用的电源复合结构种类及各类型电源复合结构的特点。
⑥能够正确描述燃料电池汽车混合动力系统的类型及各类型系统的特点。
⑦能够正确描述车载氢气系统的安全装置种类及各类型安全装置的作用。
2．能力目标①能够根据具体的燃料电池汽车，简单说明其特点。
②能够通过观察，找出代表燃料电池汽车的典型部件。
3．素质目标①具备劳动安全保护、理论与实际相结合的职业素养。
②具备坚持可持续发展等综合素养。
第1页【相关知识学习】一、燃料电池汽车的发展历史1．国外燃料电池汽车的发展历史2．我国燃料电池汽车的发展历史二、燃料电池1．概述2．质子交换膜燃料电池三、燃料电池发电系统的结构及工作原理1．以氢气为燃料的燃料电池系统2．以甲醇为燃料的燃料电池系统3．燃料电池汽车的电源复合结构4．燃料电池汽车混合动力系统5．FCEV的多电源电力总成控制策略四、车载氢气系统的安全措施1．对车载氢气系统的要求2．车载氢气系统的安全装置五、典型的氢燃料电池汽车1．本田燃料电池汽车2．奥迪Q5HFC3．奔驰B级燃料电池汽车4．“超越”系列燃料电池汽车5．丰田混合动力燃料电池大客车第2页。
燃料电池怎么写公开课教案教学设计课件资料
燃料电池公开课教案教学设计课件资料一、教学目标1. 让学生了解燃料电池的基本概念和工作原理。
2. 使学生掌握燃料电池的分类及特点。
3. 培养学生对燃料电池技术的兴趣和认识。
二、教学内容1. 燃料电池的基本概念讲解燃料电池的定义、组成及工作原理。
2. 燃料电池的分类介绍酸性燃料电池、碱性燃料电池、磷酸燃料电池、固体氧化物燃料电池等类型，并比较它们的优缺点。
3. 燃料电池的特点分析燃料电池的高效、清洁、环保等特点，并与传统能源进行对比。
4. 燃料电池的应用领域讲解燃料电池在航天、汽车、电站、移动电源等领域的应用实例。
5. 燃料电池的发展前景展望燃料电池技术的未来发展趋势和在我国的政策支持。
三、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动思考和探究燃料电池的相关问题。
2. 运用案例分析法，通过实际应用实例，使学生更好地理解燃料电池的技术特点和优势。
3. 利用对比分析法，让学生了解不同类型燃料电池的优缺点，提高他们的判断能力。
四、教学准备1. 准备燃料电池的相关PPT课件，包括图文并茂的讲解内容和实例分析。
2. 收集燃料电池的相关视频资料，以便在课堂上进行播放和讨论。
3. 准备燃料电池模型或示意图，帮助学生更直观地理解燃料电池的工作原理。
五、教学过程1. 导入：简要介绍燃料电池的基本概念，激发学生的兴趣。
2. 讲解：详细讲解燃料电池的分类、特点及应用领域，引导学生了解燃料电池的优势和前景。
3. 实例分析：播放燃料电池在航天、汽车等领域的应用实例，让学生感受燃料电池的实际作用。
4. 互动环节：设置问题，引导学生分组讨论燃料电池的优缺点，培养学生的判断能力和团队合作精神。
6. 作业布置：布置相关思考题，让学生进一步巩固所学内容。
六、教学拓展1. 介绍燃料电池在其他领域的应用，如无人机、航海、家用电源等。
2. 探讨燃料电池技术的研究现状和未来发展趋势。
3. 分析燃料电池技术在我国的政策支持和产业发展状况。
七、燃料电池技术挑战与解决方案1. 讲解燃料电池面临的技术挑战，如成本高、耐久性、氢气储存和运输等。
大学物理实验燃料电池教案
一、实验目的1. 了解燃料电池的基本原理和结构。
2. 学习燃料电池的工作过程及其性能测试方法。
3. 掌握通过实验数据分析燃料电池的特性，如开路电压、短路电流、内阻等。
4. 培养学生的实验操作能力和科学探究精神。
二、实验原理燃料电池是一种将化学能直接转换为电能的装置。
其基本原理是通过电化学反应，将燃料（如氢气）和氧化剂（如氧气）反应产生的化学能转化为电能。
实验中常用的燃料电池类型为氢氧燃料电池。
三、实验器材1. 氢气发生器2. 氧气瓶3. 燃料电池装置4. 电压表5. 电流表6. 秒表7. 导线8. 实验记录表格四、实验步骤1. 准备工作：检查实验器材是否完好，确保氢气和氧气瓶的压力适中。
2. 连接电路：将氢气发生器、氧气瓶、燃料电池装置、电压表、电流表和秒表连接成电路。
3. 实验开始：- 打开氢气发生器，调节流量，确保氢气稳定输出。
- 打开氧气瓶，调节流量，确保氧气稳定输出。
- 开启燃料电池装置，记录开路电压（无电流通过时的电压）。
- 逐渐增加负载，记录不同负载下的电压和电流。
- 每次改变负载后，等待系统稳定一段时间，再进行数据记录。
4. 数据记录与分析：- 记录不同负载下的电压、电流和功率。
- 根据实验数据，绘制伏安特性曲线。
- 计算燃料电池的内阻、开路电压、短路电流等参数。
5. 实验结束：- 关闭氢气和氧气瓶的阀门。
- 断开实验电路，整理实验器材。
五、注意事项1. 实验过程中，注意安全操作，避免氢气和氧气泄漏。
2. 调节氢气和氧气流量时，要缓慢进行，防止流量过大导致爆炸。
3. 实验过程中，注意观察燃料电池的工作状态，如电池颜色、温度等。
4. 实验数据要准确记录，避免因记录错误导致实验结果不准确。
六、实验报告1. 实验目的与原理2. 实验器材与步骤3. 实验数据与分析4. 实验结果与讨论5. 实验总结与反思七、课后作业1. 分析实验数据，讨论影响燃料电池性能的因素。
2. 查阅资料，了解其他类型的燃料电池及其特性。
新型燃料电池的设计与应用
新型燃料电池的设计与应用I. 简介燃料电池(Fuel cell)是一种发电技术，利用不同的燃料与氧气的化学反应来产生电能。
燃料电池的优点在于，能够高效地转换化学能为电能，且燃料种类多样，包括氢、甲烷、乙醇等。
另外，燃料电池不会产生尾气排放，是一种绿色的发电技术。
本文将介绍新型燃料电池的设计和应用。
II. 新型燃料电池的设计1. 碳纤维燃料电池碳纤维燃料电池是目前最成熟的燃料电池类型之一，具有高效、高性能、高可靠性等诸多优点。
该类型燃料电池主要由电极、电解液和氢气储存系统组成。
电极是碳纤维复合材料，能够抵抗酸碱腐蚀，具有较长的寿命。
电解液采用闭合式电解质循环系统，能够延长电池的使用寿命。
氢气储存系统采用高效的吸附技术，使得氢气的储存和运输更加方便。
2. 固态氧化物燃料电池固态氧化物燃料电池是一种高温燃料电池，其使用的电解质是固态氧化物。
该类型燃料电池具有高效、高性能、高安全性等优点，适合于大规模、高功率的应用。
固态氧化物燃料电池的主要材料包括阳极、阴极、电解质和固体氧化物堆。
阳极和阴极采用复合材料，具有较高的导电性和稳定性。
3. 生物燃料电池生物燃料电池是一种利用生物质能源进行发电的技术。
该技术适用于有机废水、城市垃圾等生物质资源的处理与回收。
生物燃料电池的主要部件包括阳极、阴极和电解质。
阳极是由微生物发酵产生的电子供体，阴极则是氧气场发生器。
在电解质的作用下，阳极和阴极之间的电子可以流动，从而产生电能。
III. 新型燃料电池的应用1. 汽车领域燃料电池汽车是一种绿色的交通工具，具有零尾气排放、低噪音、高效能等优点。
在燃料电池汽车领域，日本、美国、德国等国家均拥有领先的技术和实践经验。
目前，燃料电池汽车已开始进入商用化阶段，市场前景广阔。
2. 航空领域燃料电池可以利用氢气和氧气产生电能，因此在航空领域的应用前景广泛。
目前，航空领域已经开始利用燃料电池进行飞行试验，并取得了一定的成果。
3. 电网储能燃料电池的优点之一是可以持续输出电能，因此在电网储能方面有着广泛的应用前景。
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网络教育学院《新能源发电》课程设计题目：燃料电池的利用学习中心：奥鹏学习中心层次：专升本专业：电气工程及其自动化化年级： 2014 年3月春学号：学生：辅导教师：康永红完成日期： 201年月日燃料电池的利用燃料电池是一种直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能转化为电能的发电装置，被称为继水电、火电、核电之后的第四代发电装置。
国际能源界预测，燃料电池将是21世纪最有吸引力的发电方式之一。
燃料电池发展现状及原理1. 燃料电池发展现状现今燃料电池在国内外已经被认可为今后动力技术发展的大方向，美国、欧洲和日本的各大汽车公司纷纷投入巨资进行燃料电池汽车的研发和实验，各国政府也在政策法规上给予了极大的支持。
近期联合国开发计划署（UNPD）出资在全球5个国家6个城市进行燃料电池公共汽车的示范运行。
斯图加特大学汽车系已经开设了燃料电池的专门课程，可见燃料电池技术在国外已经日趋成熟。
戴姆勒-奔驰汽车公司从1993年到2000年先后推出了NecarI到NecarV和Nebas等系列燃料电池概念车。
在上文提到的在欧洲已经开始实施的“欧洲清洁城市运输项目（CUTE）”中戴姆勒-奔驰汽车公司功不可没。
宝马车公司与德尔福公司合作开发车用固体氧化物燃料电池（IFC），并将其运用在7系轿车。
通用公司继AUTOnomy燃料电池概念车在2002年底特律车展上亮相之后，又推出了Hy-Wire全新概念车，该车的安全极速可达到160公里/小时。
另外，美国联邦快递公司从2003年6月开始在东京都市区使用“氢动三号”作为邮件的运送车辆。
福特汽车公司采用最新的混合动力电动汽车技术与先进的新式燃料电池也已经打造出一款全新的高效率、零排放名为“焦点”（Focus）的轿车。
日本自2003年起对燃料电池汽车实施免税制度以鼓励其发展。
丰田公司在2002年底宣布在日、美销售燃料电池车，和日产合作开发混合动力电动车。
在国内对燃料电池的研究已经被列入国家863计划，目前有中国科学院大连化学物理研究所燃料电池工程中心、清华大学和同济大学等三家学术科研机构积极开展对燃料电池的研究工作，有报道说今年将有若干辆燃料电池试验车辆在上海和北京试运行。
并且报道上说我国在燃料电池及电动车领域的研究水平与发达国家相差无几，而且有关专家指出，我国完全有能力在这一领域赶超世界先进水平，我们盼望着这一天的早日到来。
2. 燃料电池的基本原理燃料电池是藉由电池内发生燃料燃烧反应而将化学能转换为电能的装置，负极除作为燃料与电解质的共同接口，并对燃料的氧化反应作催化；而正极则为氧气与电解质的共同接口，亦对氧的还原作催化。
燃料电池因电解质不同而有不同的名称，有磷酸型 ( PAFC，phosphate fuel cell )、熔融碳酸盐型 ( MCFC，melt carbonate fuel cell ) 与固态氧化物型 ( SOFC，solid oxide fuel cell ) 与质子交换膜型 ( PEMFC，proton exchange membrane fuel cell )等。
对于以氢氧作燃料的燃料电池反应示意图如〔图一〕所示，而其于碱性溶液中的电极反应为：正极 1/2O2 + H2O + e- -------> 2OH-负极 H2 + 2OH- -------> 2H2O + e-全反应 1/2O2 + H2 -------> H2O上述反应仅为氢氧燃料电池的反应式，对所采取的不同燃料反应亦将有所改变。
而为加速电极反应，电极中通常会加入催化剂如铂，但铂在150℃ 时会被 CO 所毒化而失去催化的效果，因此多加入铑或铱于铂之中。
一般而言，对氧气最佳的催化剂为少量含金或银的铂钯混合物。
此外，燃料电池将化学能转化为电能的效率相当高，约为60%~90%之间。
另外，只有燃料电池本体还不能工作，必须有一套相应的辅助系统，包括反应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等。
燃料电池通常由形成离子导电体的电解质板和其两侧配置的燃料极（阳极）和空气极（阴极）、及两侧气体流路构成，气体流路的作用是使燃料气体和空气（氧化剂气体）能在流路中通过。
在实用的燃料电池中因工作的电解质不同，经过电解质与反应相关的离子种类也不同。
PAFC和PEMFC反应中与氢离子（H ）相关，发生的反应为：燃料极：H2=2H 2e-（1）空气极：2H 1/2O2 2e-=H2O（2）全体：H2 1/2O2=H2O（3）氢氧燃料电池组成和反应循环图在燃料极中，供给的燃料气体中的H2分解成H 和e-，H 移动到电解质中与空气极侧供给的O2发生反应。
e-经由外部的负荷回路，再反回到空气极侧，参与空气极侧的反应。
一系例的反应促成了e-不间断地经由外部回路，因而就构成了发电。
并且从上式中的反应式（3）可以看出，由H2和O2生成的H2O，除此以外没有其他的反应，H2所具有的化学能转变成了电能。
但实际上，伴随着电极的反应存在一定的电阻，会引起了部分热能产生，由此减少了转换成电能的比例。
引起这些反应的一组电池称为组件，产生的电压通常低于一伏。
因此，为了获得大的出力需采用组件多层迭加的办法获得高电压堆。
组件间的电气连接以及燃料气体和空气之间的分离，采用了称之为隔板的、上下两面中备有气体流路的部件，PAFC和PEMFC的隔板均由碳材料组成。
堆的出力由总的电压和电流的乘积决定，电流与电池中的反应面积成比。
PAFC的电解质为浓磷酸水溶液，而PEMFC电解质为质子导电性聚合物系的膜。
电极均采用碳的多孔体，为了促进反应，以Pt作为触媒，燃料气体中的CO将造成中毒，降低电极性能。
为此，在PAFC和PEMFC应用中必须限制燃料气体中含有的CO量，特别是对于低温工作的PEMFC更应严格地加以限制。
磷酸燃料电池的基本组成和反应原理是：燃料气体或城市煤气添加水蒸气后送到改质器，把燃料转化成H2、CO和水蒸气的混合物，CO和水进一步在移位反应器中经触媒剂转化成H2和CO2。
经过如此处理后的燃料气体进入燃料堆的负极(燃料极)，同时将氧输送到燃料堆的正极(空气极)进行化学反应，借助触媒剂的作用迅速产生电能和热能。
相对PAFC和PEMFC，高温型燃料电池MCFC和SOFC则不要触媒，以CO为主要成份的煤气化气体可以直接作为燃料应用，而且还具有易于利用其高质量排气构成联合循环发电等特点。
MCFC主构成部件。
含有电极反应相关的电解质（通常是为Li 与K混合的碳酸盐）和上下与其相接的2块电极板（燃料极与空气极），以及两电极各自外侧流通燃料气体和氧化剂气体的气室、电极夹等，电解质在MCFC约600~700℃的工作温度下呈现熔融状态的液体，形成了离子导电体。
电极为镍系的多孔质体，气室的形成采用抗蚀金属。
MCFC工作原理。
空气极的O2（空气）和CO2与电相结合，生成CO23-（碳酸离子），电解质将CO23-移到燃料极侧，与作为燃料供给的H 相结合，放出e-，同时生成H2O和CO2。
化学反应式如下：燃料极：H2 CO23-=H2O 2e- CO2（4）空气极：CO2 1/2O2 2e-=CO23-（5）全体：H2 1/2O2=H2O（6）在这一反应中，e-同在PAFC中的情况一样，它从燃料极被放出，通过外部的回路反回到空气极，由e-在外部回路中不间断的流动实现了燃料电池发电。
另外，MCFC的最大特点是，必须要有有助于反应的CO23-离子，因此，供给的氧化剂气体中必须含有碳酸气体。
并且，在电池内部充填触媒，从而将作为天然气主成份的CH4在电池内部改质，在电池内部直接生成H2的方法也已开发出来了。
而在燃料是煤气的情况下，其主成份CO和H2O 反应生成H2，因此，可以等价地将CO作为燃料来利用。
为了获得更大的出力，隔板通常采用Ni和不锈钢来制作。
SOFC是以陶瓷材料为主构成的，电解质通常采用ZrO2(氧化锆)，它构成了O2-的导电体Y2O3（氧化钇）作为稳定化的YSZ （稳定化氧化锆）而采用。
电极中燃料极采用Ni与YSZ复合多孔体构成金属陶瓷，空气极采用LaMnO3(氧化镧锰)。
隔板采用LaCrO3(氧化镧铬)。
为了避免因电池的形状不同，电解质之间热膨胀差造成裂纹产生等，开发了在较低温度下工作的SOFC。
电池形状除了有同其他燃料电池一样的平板型外，还有开发出了为避免应力集中的圆筒型。
SOFC的反应式如下：燃料极：H2 O2-=H2O 2e-（7）空气极：1/2O2 2e-=O2-（8）全体：H2 1/2O2=H2O（9）燃料极，H2经电解质而移动，与O2-反应生成H2O和e-。
空气极由O2和e-生成O2-。
全体同其他燃料电池一样由H2和O2生成H2O。
在SOFC中，因其属于高温工作型，因此，在无其他触媒作用的情况下即可直接在内部将天然气主成份CH4改质成H2加以利用，并且煤气的主要成份CO可以直接作为燃料利用。
二．燃料电池的构成及特点1. 燃料电池的构成在燃料的部分，氢的储存上通常是以压缩气体存于氢气桶中，而氧则可取自大气或一样由钢桶中的压缩氧气提供；但若所采取的是液态燃料，则另需以适当容器盛装。
在电极与电池的组成部分，在此以熔融碳酸盐燃料电池的结构来说明。
熔融碳酸盐燃料电池主要是由阳极、阴极、电解质基底和集流板或双极板构成。
1.1阳极 MCFC的阳极催化剂最早采用银和铂，为降低成本，后来改用了导电性与电催化性能良好的镍。
但镍被发现在MCFC的工作温度与电池组装力的作用下会发生烧结和蠕变现象，进而MCFC采用了Ni-Cr或Ni-Al合金等作阳极的电催化剂。
加入2%~10%Cr的目的是防止烧结，但Ni-Cr阳极易发生蠕变。
另外，Cr还能被电解质锂化，并消耗碳酸盐，Cr的含量减少会减少电解质的损失，但蠕变将增大。
1.2 阴极熔融碳酸盐燃料电池的阴极催化剂普遍采用氧化镍。
其典型的制备方法是将多孔镍电极在电池升温过程中就地氧化，而且部分被锂化，形成非化学计量化合物，电极导电性极大提高。
但是，这样制备的NiO电极会产生膨胀，向外挤压电池壳体，破坏壳体与电解质基体之间的湿密封。
改进这一缺陷的方法有以下几种: (l)Ni电极先在电池外氧化，再到电池中掺Li;或氧化和掺Li都在电池外进行; (2)直接用NiO粉进行烧结，在烧结前掺Li，或在电池中掺Li: (3)在空气中烧结金属镍粉，使烧结和氧化同时完成; (4)在Ni电极中放置金属丝网(或拉网)以增强结构的稳定性。
1.3 电解质基底电解质基底是MCFC的重要组成部件，它的使用也是MCFC的特征之一。
电解质基底由载体和碳酸盐构成，其中电解质被固定在载体内。
基底既是离子导体，又是阴、阳极隔板。
它必须具备强度高，耐高温熔盐腐蚀，浸入熔盐电解质后能够阻挡气体通过，而又具有良好的离子导电性能。