燃料电池的必威体育精装版发展.pdfVIP

　2002 年第 8～9 合期　 中学化学教学参考 总第 228～229 期　 ① 吴国庆教授专栏 燃料电池的必威体育精装版发展 北京师范大学化学系 　吴国庆 　　文章编号 (2002) 中图分类号: G633. 8 文献标识码 :A 什么是燃料电池 ? 外界只排放水。 你听说过燃料电池吗 ? 它既不是蓄电池 燃料电池跟普通电池一样 ,是通过电化学 (如现今被通俗地叫做“电瓶”的汽车里的铅蓄 反应产生电流 ,但却有根本的区别 :一旦工作 , ) ( 电流稳定,无须充电 ; 因为它不像普通电池那 电池 ,也不是干电池 如能充电或不能充电的 ) 样 ,反应物和生成物是封存在电池里的 ,而是 锌锰电池、锂电池、镍氢电池等等 ,更不是太 阳能电池 ,本质上是一种发电装置 ,它的两个 反应物源源不断地进入电池 ,生成物源源不断 电极源源不断地从外界吞进氢气、甲烷、甲醇 排出电池。因此 ,它表观上很像火力发电装置 ( ) ( ) 如蒸气透平 ,是一个发电装置。 等通常的燃料和空气 或纯氧 ,在两个电极上 ( ) 应该正确理解燃料电池 : 分别发生化学反应 , 同时向外电路 负载 发送 电能。例如, 图 1 ,2 分别是以丁烷和氢气为燃 燃料电池跟火力发电机有什么不同 ? 主 产的燃料电池工作示意图。 要差别就在于其产生电能的原理不同。火力 发电机也用燃料 ,但它发电分两步 ,第一步是 燃料燃烧 ,产生热能 ,第二步是热能机械驱动 发电装置 ,产生电能。而燃料电池使用燃料直 接产生电能 ,决非燃料燃烧产生热能再转化为 电能。简单说,火力发电和燃料电池同样得到 电能,但前者是间接的 ,后者是直接的。根据 图 1 　以丁烷为燃料的燃料电池的示意图 热力学原理 ,火力发电受热功转化效率制约 , 请由下而上考察 燃料的能量利用率很低 ,而燃料电池是直接产 图 1 : 空气进入电池正 生电流 ,不受热功转化效率制约 ,燃料的能量 极 , 同时从外电路抽提 利用率至少要大一倍。同样的道理 ,燃料电池 电子,空气中的氧气在 驱动电动机的电动汽车跟传统的使用内燃机 电极上发生还原反应 驱动的汽车在能量利用效率上也是至少要高 变成氧离子 ; 能传导离 一倍。这是车载燃料电池的电动汽车得以迅 子的固体电解质将正 图2 　以氢气为燃料 速发展的