电动汽车中燃料电池技术的研究

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1、电动汽车中燃料电池技术的研究庄加兴（南京理工大学自动化学院南京210094）摘要：如今，全球汽车产业都在承受着石油短缺，环境污染所带来的巨大挑战。于是，越来越多的目光又重新回到了电动汽车的身上。本文便对最具发展前景的燃料电池的基本工作原理、重要发展意义及现有瓶颈进行深入探究。文中也提出了一些解决措施，并列出了一些关于如何发展和推广燃料电池技木的个人意见。关键词：燃料电池原理重要意义现有瓶颈发展与推广ResearchOnFullCellTechnologyInElectricCarAbstract：Nowadays,carindustryallovertheworldisbe

2、aringthehugechallengewhichcomesfromoilshortageandenvironmentpollution.Then,moreandmorepeopleturntheirattentiontoitagain.Thispassagemakeanin-depthexplorationtothemostpromisingfullcell，includingthebasicoperatingprinciple,thesignificanceofitandthebottleneckexistingnow.Ialsoputforwardsomesugge

3、stionsabouthowtodevelopandpromotethetechnologyofthefullcell.Keywords：principleoffullcellsignificancebottleneckdevelopandpromote1.引言汽车工业作为国民经济的支柱产业，是衡量一个国家工业化水平的重要标志。随着汽车产业的飞速发展，其本身也给我们带来了一系列环境，资源方而的问题。于是，一百多年前被我们抛弃的电动汽车方案又重新回到了我们的视线中。它也将带领我们在低碳经济时代迈出重要的一步。事实上，电动汽车所使用的电池种类繁多，而铅酸蓄电池可以算是某中应用历

4、史最长，也是最成熟,成本售价最低廉的蓄电池。它己经实现大批量生产，但也逐渐暴露出许多缺陷，如比能量低，所占质量和体积太大，一次充电行驶里程短，循环寿命低，且其中的铅作为重金属存在着污染，因此不迠合现代电动汽车发展的需要.当然还有其他许多类别的电池，比如镍氢电池，锂离子电池，太阳能电池，超级电容器等，它们也是各有利弊，代表着电动汽车电池未来的各种发展方向。本文介绍的是燃料电池，其最大的特点就是几乎“零污染”，号称“终极电池”。我想，光凭这一点，它便可以成为我们所追求的未來理想电池了，也正因为这样，各个国家及各大汽车公司都非常重视燃料电池的研宂与开发。由此可见，燃料电池对于当今

5、和未来社会都极为重要，尤其是在这个资源円益枯竭的21世纪。闪此，了解和掌握燃料电池的原理，并以越来越成熟的技术将其运用到电动汽车产业上去，是必要甚至是迫切的。本文也将为大家介绍燃料电池的基本工作原理，其中，以质子交换膜燃料电池为拓展，更深层次地去理解燃料电池的工作过程。之后将会探讨燃料电池对人类，对社会，对当下与未来到底有多大的意义，它现在所面临的困境又是怎样的，最后，我们应该采取怎样的一种战略去真正发展和推广这项技术，让燃料电池车普遍地流行起来，造福社会。1.基本原理燃料电池是一种化学电池，它直接把物质发生化学反应时所释放的能S转化为电能，工作时需要不断接受燃料和氧化剂。

6、由于它是把燃料的化学能转变为电能输出，故称燃料电池。燃料电池种类繁多，目前正在开发的商用燃料电池依裾电解质类型可以分为五大类：1.碱性燃料电池(alkalinefuelcell,AFC)2.憐酸燃料电池(phosphoricacidfuelcell,PAFC)3.质子交换膜燃料电池(protonexchangemembranefuelcell,MCFC)4.熔融碳酸盐燃料电池(moltencarbonatefuelcell,MCFC)5.固体氧化物燃料电池(solidoxidefuelcell,SOFC)。而如此多种类的燃料电池，要讲它的基本原理，当然还得从氢氧燃料电池讲起

7、。氢氧燃料电池供电的过程实际上就是一个电解水的逆过程，通过氢氧的化学反应生成水，同时释放出所需要的电能。氢气和氧气分别作为燃料电池在电化学过程中的燃料和氧化剂，其基本反应过程如下：(1)氢气通过管道或导气板达到阳极。(2)在阳极催化剂作用下，一个氢分子分解为两个氢离子，并释放出两个电子，阳极反应为：H22H++2e~(3)在电池的另一端，氧气(或空气)通过管道或导气板到达阴极，同时，氢离子穿过电解质到达阴极，电子通过外电路也到达阴极。(4)在阴极催化剂的作用下，氧和氢离子与电子发生反应生成水，阴极反应为：y2O2+