氫燃料電池是使用氫這種化學(xué)元素，制造成儲(chǔ)存能量的電池。其基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陽(yáng)極和陰極，氫通過陽(yáng)極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陰極。

和普通電池一樣，燃料電池由陽(yáng)極、陰極和電解質(zhì)組成。大部分燃料電池汽車使用聚合物交換膜燃料電池(PEMFC)。氫燃料電池的基本工作原理是將氫氣送到燃料電池的陽(yáng)極板(負(fù)極)，經(jīng)過催化劑——鉑的作用，氫原子中的一個(gè)電子被分離出來(lái)，失去電子的氫離子(質(zhì)子)穿過質(zhì)子交換膜，到達(dá)燃料電池陰極板(正極)，與氧原子和氫離子重新結(jié)合為水，如圖所示。

由于供應(yīng)給陰極板的氧，是從空氣中獲得的，因此只要不斷地給陽(yáng)極板供應(yīng)氫，給陰極板供應(yīng)空氣，并及時(shí)把水(蒸氣)帶走，就可以不斷地提供電能。由于氫燃料電池不儲(chǔ)能，確切地講應(yīng)該稱為氫發(fā)電裝置。

氫燃料電池與其他電池的區(qū)別

干電池、蓄電池是一種儲(chǔ)能裝置，是把電能貯存起來(lái)，需要時(shí)再釋放出來(lái)；而氫燃料電池嚴(yán)格地說(shuō)是一種發(fā)電裝置，像發(fā)電廠一樣，是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)發(fā)電裝置。另外，氫燃料電池的電極用特制多孔性材料制成，這是氫燃料電池的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它不僅要為氣體和電解質(zhì)提供較大的接觸面，還要對(duì)電池的化學(xué)反應(yīng)起催化作用。

豐田汽車公司已推出氫燃料電池汽車，并將在2015年上半年上市。2014年1月6日知名汽車廠商日本豐田宣布，面向其他廠商無(wú)償提供 5，680 項(xiàng)燃料電池相關(guān)的技術(shù)專利授權(quán)，包括燃料電池、儲(chǔ)氫罐、電池控制系統(tǒng)等方面的技術(shù)專利，豐田此舉是為推動(dòng)以氫為主要燃料的電動(dòng)車推廣和普及。氫燃料電池技術(shù)是未來(lái)改變?nèi)祟惿畹氖笮录夹g(shù)之一，將成為解決石油危機(jī)的新途徑。

燃料電池汽車

其實(shí)氫燃料電池已不是什么全新的技術(shù)，20世紀(jì)60年代，氫燃料電池就已經(jīng)成功地應(yīng)用于航天領(lǐng)域。往返于太空和地球之間的“阿波羅”飛船就安裝了這種體積小、容量大的裝置。

進(jìn)入70年代以后，隨著人們不斷地掌握多種先進(jìn)的制氫技術(shù)，很快，氫燃料電池就被運(yùn)用于發(fā)電和汽車。波音公司于2008年4月3日成功試飛氫燃料電池為動(dòng)力源的一架小型飛機(jī)。

全球范圍內(nèi)已經(jīng)掀起諸多關(guān)于氫燃料電池汽車和電動(dòng)汽車孰是孰非的熱議，國(guó)內(nèi)輿論也不乏對(duì)中國(guó)以純電驅(qū)動(dòng)為新能源汽車戰(zhàn)略取向的質(zhì)疑。

氫燃料電池汽車是終極環(huán)保汽車。氫燃料電池汽車零排放，且一次加氫續(xù)駛里程長(zhǎng)，加氫時(shí)間短，相當(dāng)于汽油車，一直以來(lái)被作為新能源汽車技術(shù)路線之一。