燃料电池种类工作原理及结构
燃料电池的基本工作原理及主要用途
简述燃料电池的基本工作原理及主要用途1.燃料电池的工作原理燃料电池是一种按电化学原理，即原电池的工作原理，等温地把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能的能量转换装置。
其单体电池是由电池的正极(即氧化剂发生还原反应的阴极)、负极(即还原剂或燃料发生氧化反应的阳极)和电解质构成，燃料电池与常规电池的不同之处在于，它的燃料和氧化剂不是贮存在电池内，而是贮存在电池外部的贮罐内，不受电池容量的限制，工作时燃料和氧化剂连续不断地输入电池内部，并同时排放出反应产物。
以磷酸型燃料电池为例，其反应式为：燃料极(阳极) H2→2H++2e-空气极(阴极) 1／2O2+2H++2e-→H2O综合反应式H2+1／2O2→H2O以上反应式表示：燃料电池工作时向负极供给燃料(氢)，向正极供给氧化剂(空气)，燃料(氢)在阳极被分解成带正电的氢离子(H+)和带负电的电子(e-)，氢离子(H+)在电解质中移动与空气极侧提供的O2发生反应，而电子(e-)通过外部的负荷电路返回到空气极侧参与反应，连续的反应促成了电子(e-)连续地流动，形成直流电，这就是燃料电池的发电过程，也是电解反应的逆过程。
2. 燃料电池的应用2.1能源发电燃料电池电站的每一套设备都包括了一整套采用天然气发电的电力系统。
分为以下几个分单元：①燃料电池组②燃气制备③空气压缩机④水再生利用⑤逆变器⑥测量与控制系统。
燃料电池组产生的直流电通过逆变器转换成电力系统所需的交流电。
各国工业界人士普遍对于燃料电池在发电站的应用前景看好。
2.2汽车动力目前，各国的汽车时用量均在不断增加，其排放的尾气已成为城市环境的主要污染源之一，特别是发展中国家，由于环境治理的力度不够，这一问题更加突出。
于是人们要求开发新型的清洁、高效的能源来解决这一问题。
质子交换膜燃料电池的出现，解决了燃料电池在汽车动力成本和技术方面存在的若干问题，使燃料电池电动车的开发和使用成为可能。
这种电池具有室温快速启动、无电解液流失、水易排出、寿命长、比功率与比能量高等特点，适合做汽车动力，是目前世界各国积极开发的运输用燃料电池。
燃料电池工作原理、分类及组成_图文
磷酸 (PAFC)
电解质
KOH
含氟质子交换膜
H3PO4
阳极
Pt/C
Pt/C
Pt/C
阴极
C(含觸煤)
流动离 子
操作温 度 可用 燃料
特性
OH-
室温~100℃
精炼氢气 电解副产氢气 1.需使用高纯度氢
气做燃料 2.低腐蚀性及低温
较易选择材料
Pt/C
H+
室温~80℃
天然气、甲醇 汽油
1.功率密度高， 体积小，重量轻 2.低腐蚀性及低溫 ，较易选择材料
当采用甲醇水溶液作燃料时，DMFC的核心部件MEA阳 极侧是浸入甲醇水溶液中的，加之在DMFC工作时， 又有C02的析出；而阴极侧，排水量也远大于电化学 反应生成水，不管是气化蒸发以气态排出，还是靠 毛细力渗透到扩散层外部被气体吹扫以液态排水， 均会对电极与膜之间结合界面产生一定分离作用力。
因此，在制备DMFC的MEA时，与PEMPC的MEA相比，要改 进结构与工艺，增加MEA的电极与膜之间的结合力，防 止MEA在电池长时间工作时膜与电极分离、增加欧姆极 化，大幅度降低电池性能，严重时导致电池失效。
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。
低 温 型 APC 系 统 的 工 作 温 度 低 于 373K ， 是 现 在 AFC系统研究与开发的重点。
因此与PEMFC相比，DMFC阴极侧不但排水负荷增 大，而且阴极被水掩的情况更严重，在设计DMFC 阴极结构与选定制备工艺时必须考虑这一因素。
正因为如此，在至今评价DMFC时，阴极氧化剂(如 空气中氧)的利用率均很低，其目的是增加阴极流 场内氧化剂的流动线速度，以利于向催化层的传质 和水的排出，但这势必增加DMFC电池系统的内耗， 这是研究高效大功率DMFC电池系统时必须解决的 技术问题。
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。
说明固体氧化物燃料电池的结构和工作原理(一)
说明固体氧化物燃料电池的结构和工作原理(一)说明固体氧化物燃料电池的结构和工作原理介绍固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，简称SOFC）是一种高效、低污染的能源转换设备。
它利用固体氧化物作为电解质，将化学能转化为电能，广泛应用于电力和燃料领域。
结构固体氧化物燃料电池的主要结构有以下几个部分：1.阳极：阳极是燃料一侧的电极，常用材料是镍（Ni）或含铈质的材料。
它具有良好的催化性能，能够使燃料与电解质进行反应。
2.阴极：阴极是氧化剂一侧的电极，常用材料是钇稳定氧化锆（YSZ）等，能够吸收氧气并与电解质发生反应。
3.电解质：电解质是固体氧化物燃料电池中的核心部分，常用材料有钇稳定氧化锆、钡稳定氧化钇（BCY）等。
它具有高离子电导率和低电子导率，能够传输氧离子并阻止电子的流动。
4.连接体：连接体用于连接阳极和阴极，常用材料是钇稳定氧化锆等，具有导电性质。
5.当前集流体：当前集流体用于收集由电解质传输的氧离子，并将其导入外部电路。
6.电极反应层：电极反应层位于阳极和阴极的界面上，能够促进燃料和氧化剂的反应。
工作原理固体氧化物燃料电池的工作过程可以分为以下几个步骤：1.燃料（如氢气、天然气等）被供应到阳极一侧，同时氧化剂（如氧气）被供应到阴极一侧。
2.在阳极上，燃料发生氧化反应，产生电子和氧离子（O^2-）：H_2 + 2O^{2-} -> 2H_2O + 4e^-3.氧离子通过电解质传输至阴极。
在传输过程中，电子通过外部电路流动形成电流，完成能量转换。
4.在阴极上，氧离子与氧化剂反应生成氧气：O^{2-} + 1/2O_2+ 2e^- -> O_2-5.这个过程持续进行，从而形成稳定的电流输出。
固体氧化物燃料电池具有高能量转换效率、低排放和燃料灵活性的特点，在电力和燃料领域具有广阔的应用前景。
它被广泛应用于发电站、交通工具、家用电器等领域，为可持续能源发展做出了重要贡献。
15. 燃料电池电动汽车的基本组成和结构讲述
4.848 18.3 76.3
汽车爬坡试验
Performances
Motor power： 24kW (60 kW)
FCE power： 30 kW
Battery ：
50AH
Max speed： 110 km/h
Grade ability ： > 20％
Acceleration： 15.9s
1、燃料电池车工作原理
急剧加速状态下，对应于峰值功率指令，燃料电池 系统与峰值电源两者都向电动机驱动装置供给牵引 功率； 在制动状态下，电动机运行于发电机状态，将部分 制动能量变换为电能，并储存在峰值电源中； 当负载功率小于燃料电池系统的额度功率时，峰值 电源也能从燃料电池系统补充、恢复其能量。
2、燃料电池控制策略
燃料电池的优势：
（1）效率高，燃料电池的化学反应不受卡诺循环的限制， 理论上能量效率可接近80％，实际效率已达50～70%。 （2）清洁无污染。 （3）效率随输出功率变化的特性好，燃料电池的效率在额 定功率附近可达60％，部分功率下运行时效率会高于额定功 率下的效率，可达约70%，过载功率下运行时效率略低于额 定功率的效率，可达50～55％。燃料电池的效率随输出功率 变化的特性比内燃机更适合于汽车的实际运行。 （4）过载能力强，燃料电池的短时过载能力可达200％的额 定功率，更适合于汽车的加速、爬坡等工况。 （5）设计方便性 （6）低噪音
照片4 – 时间: 1分, 30 秒，
照片 5 – 时间: 2 分, 20 秒 – 内部爆燃
照片 6 – 时间: 2 分, 40 秒 – 驾驶座侧后轮胎爆裂
照片 7 – 时间: 2 分, 40 秒 – 驾驶座侧后轮胎
爆裂的残片飞到乘客侧
燃料电池的分类及应用
(3)某些碳氢化合物，如甲醇等，渗透率较高，不 适合用作直接甲醇燃料电池(DMFC)的质子交换 膜。
▪
质子交换膜燃料电池的应用
▪ 质子交换膜燃料电池发电作为新一代发电技术，其广 阔的应用前景可与计算机技术相媲美。经过多年的基 础研究与应用开发，质子交换膜燃料电池用作汽车动 力的研究已取得实质性进展，微型质子交换膜燃料电 池便携电源和小型质子交换膜燃料电池移动电源已达 到产品化程度，中、大功率质子交换膜燃料电池发电 系统的研究也取得了一定成果。
与羟基（OH）从阴极移动到阳极与氢反应生成水和电子略有不同。
这些电子是用来为外部电路提供能量，然后才回到阴极与氧和水反应
生成更多的羟基离子。
▪
负极反应：2H2 + 4OH- → 4 H2O + 4e-
▪
正极反应：O2 + 2H2O + 4 e- → 4OH-
▪
碱性燃料电池的工作温度大约80℃。因此，它们的启动也很快，
燃料电池
一、燃料电池的分类 二、燃料电池的特点 三、燃料电池的发展历程 四、燃料电池的应用
磷酸型燃料电池
contents
目录
• 燃料电池概述 • 磷酸型燃料电池结构与组成 • 磷酸型燃料电池工作原理及性能参数 • 磷酸型燃料电池制备工艺及优化方法 • 磷酸型燃料电池应用领域与市场前景 • 实验设计与数据分析方法
01 燃料电池概述
燃料电池定义与原理
燃料电池是一种将燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能 的发电装置。其基本原理是电化学反应，通过燃料在阳极的 氧化和氧化剂在阴极的还原，产生电子流动从而形成电流。
• 提高电池温度：适当提高电池的工作温度，有利于提高电解质的质子传导效率 和电极的催化活性，从而提高电池性能。然而，过高的温度可能导致电池材料 的热稳定性和机械性能下降，因此需要权衡温度对电池性能的影响。
• 优化电池管理系统：通过改进电池管理系统的控制策略、提高系统的能量转换 效率等方式，优化电池的运行状态，延长电池的使用寿命并提高性能。例如， 可以采用先进的控制算法对电池进行充放电管理，避免过度充放电对电池造成 损害。
不同于传统电池，燃料电池的燃料和氧化剂并非预先存储于 电池内部，而是由外部供给，因此理论上只要不断供给燃料 和氧化剂，燃料电池就能持续发电。
燃料电池分类及应用领域
根据电解质的不同，燃料电池可分为碱性燃料电池（AFC）、 磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、 固体氧化物燃料电池（SOFC）及质子交换膜燃料电池 （PEMFC）等。
工作原理介绍
1 2 3
电解质
采用磷酸作为电解质，利用其在高温下的离子导 电性。
电极反应
在阳极，燃料（如氢气）发生氧化反应，释放出 电子；在阴极，氧化剂（如氧气）接受电子发生 还原反应。
离子传导
磷酸中的氢离子在电极间传导，形成电流。
直接甲醇燃料电池的结构
直接甲醇燃料电池的结构一、引言直接甲醇燃料电池是一种新型的燃料电池技术，具有高效、环保、安全等特点。
其结构复杂，需要多个部件协同工作，本文将对直接甲醇燃料电池的结构进行详细介绍。
二、直接甲醇燃料电池概述直接甲醇燃料电池是一种以甲醇为燃料的低温燃料电池。
其工作原理是通过将甲醇和氧气反应产生电能，并且产生水和二氧化碳等副产品。
相比于传统的燃油发动机，直接甲醇燃料电池具有更高的效率和更少的环境影响。
三、直接甲醇燃料电池结构1. 正极板正极板是指负责氧气进入反应区域并与负极反应的板子。
它通常由铜或不锈钢制成，并且需要在表面涂上催化剂以促进反应。
2. 负极板负极板是指负责将甲醇输送到反应区域并与氧气反应的板子。
它通常由铜或不锈钢制成，并且需要在表面涂上催化剂以促进反应。
3. 膜电解质膜电解质是指分隔正极板和负极板的薄膜，它可以防止电荷的直接传递，同时也可以保证氧气和甲醇反应时产生的水不会混合在一起。
4. 催化剂层催化剂层是指涂在正极板和负极板表面的催化剂，它可以促进甲醇和氧气的反应，从而产生电能。
5. 氧气输送管氧气输送管是负责将氧气输送到正极板的管道。
它需要具有良好的导电性能和耐腐蚀性能。
6. 甲醇输送管甲醇输送管是负责将甲醇输送到负极板的管道。
它需要具有良好的导电性能和耐腐蚀性能。
7. 冷却系统冷却系统是负责控制燃料电池温度的系统。
由于燃料电池工作时会产生大量热量，因此需要通过冷却系统将热量散发出去，以保证燃料电池的正常工作。
8. 水排放管水排放管是负责将反应产生的水排放出去的管道。
由于水会影响膜电解质的工作效果，因此需要及时将其排出。
四、总结直接甲醇燃料电池是一种高效、环保、安全的新型燃料电池技术。
其结构复杂，需要多个部件协同工作。
本文详细介绍了直接甲醇燃料电池的结构，包括正极板、负极板、膜电解质、催化剂层、氧气输送管、甲醇输送管、冷却系统和水排放管等部件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
燃料电池燃料电池(FuelCell)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來。
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(proton)与电子(electron),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”发电机阳极反应比一2竹+2幺阴极反应2//+ +2e + -O2T H?O总反应2H2+O^2H2O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(PAFC)和液态氢氧化钾燃料电池(LPHFC)o2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(MCFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)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按工作温度分根据燃料电池工作温度的不同，可分为低温型，温度低于200°C；中温型，温度为200-750°C；高温型，温度高于750°Co质子交换膜燃料电池(PEMFC)在燃料电池的类製减性燃料电池(AFC)磷酸燃料电池(PAFC)熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)固体氧化物燃料电池(SOFC)质子交换膜魅料电池(PEMFC)比功卒(W/kg).35 ~ 105100-22030-4015-20300 〜1000单位面积的功率(W/cm2)0.50.10.20.31-2燃料电极的燃料种类H2天然气、甲醇液化石油气天然气、液化石油气H2、CO、HC H2氣电极的氣化物种类空气空气空气空气电解质有腐蚀、液体有腐蚀、液休有腐蚀、液体无腐蚀无腐蚀、固体氢氣化钾磷酸水溶液碳酸锂/碳酸钾氧化铅系陶瓷系稳定氧化馅系发电效率(％)45-6035-6045-6050~60启动时间几分种2~4h M10h A 10h几分钟电荷載体OH"H*COf CT反应温度(七) 50 ~ 200180-220600 〜700750 ~ 100025 ~ 105应用情况参考应用于应用广泛有可能用于有可能用于发展迅速可宇宙飞船发展迅速大型发电厂大型发电厂用于FCEV j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釆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來利用废热，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- t 4 H2O + 4e-阴极反应:02 + 2H2O + 4e--> 4OH-总反应：O2+2H2T2H2O碱性燃料电池的工作温度大约80C。
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S10-8滅件燃料电池的结构(匸1由电解贞笨拙。
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图9-10磷酸燃料电池结构和工作原理铭感。
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。
阳极反应：H2+2ST2H+ 水板离子膜冷却板2•磷酸燃料电池(PAFC)PAFC采用重整天然气作燃料，空气作氧化剂，浸有浓磷酸的S1C微孔膜作电解质，Pt/C作催化剂，工作温度200 C。
磷酸燃料电池(Phosphoric 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°C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。
阴极反应:1/2O2+2H+ -> H2O+2e-总反应：1/202 +H2 -> H2OPAFC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°C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。
3熔融碳酸燃料电池(MCFC)工作温度可达650°C 。
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 燃料电池差异较犬，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°C 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 t H2O + CO2 + 2e- 阴极反应：CO2 + 1/2 02 + 2e- -> CO32-电池反应：O2+2H2 ->2H2O 四大优势：① 在工作温度卞，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； ② MCFC 的工作温度为650〜700°C,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 催化剂为银合金，不使用贵金属。
阳极~Q 一~|阴极图6-1 MCFC 的工作原理3阴极岀气口R1极出气口阴极 隔膜 阳様 穿礼如流板 阳极讲气口图6 2 MCFC 的结构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：l/2O2+2H++2e- -H2O 电池反应：H2+1/2O2 -H2OPEMFC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卞施加一定压力，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）a b c d bU-取极板4 -扩ffit层"催化刑泾严交朋療压和在End Plate KIEA/ IFlow1一Chmmel Aeolic PlatePhteil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 温卞直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能 高效、坏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 Co 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 如用氧化铠稳定的氧化错等固态陶瓷电解质， 而不用使用液体电解质。
其工作温度位于800-1000 °C 之间。
阴极反应O2+4e-T2O2- 阳极反应 2O2-+2H2->H2O+4e-电池反应2H2P2 —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。
阳极总线双极连接板空气 空气 阳极 电解质阴极阴极总线体氧燃料电池(SOFC )阳极电解质阴极图7・3 半板型SOFC 电池组结构。