燃料電池是一種不燃燒燃料而直接以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母咝Оl(fā)電裝置。發(fā)電的基本原理是: 電池的陽(yáng)極( 燃料極) 輸入氫氣( 燃料) , 氫分子( H2) 在陽(yáng)極催化劑作用下被離解成為氫離子( H+ ) 和電子( e-) , H+ 穿過(guò)燃料電池的電解質(zhì)層向陰極( 氧化極) 方向運(yùn)動(dòng), e-因通不過(guò)電解質(zhì)層而由一個(gè)外部電路流向陰極; 在電池陰極輸入氧氣( O2) , 氧氣在陰極催化劑作用下離解成為氧原子( O) , 與通過(guò)外部電路流向陰極的e-和燃料穿過(guò)電解質(zhì)的H+ 結(jié)合生成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的水( H2O) , 完成電化學(xué)反應(yīng)放出熱量。

這種電化學(xué)反應(yīng)與氫氣在氧氣中發(fā)生的劇烈燃燒反應(yīng)是完全不同的, 只要陽(yáng)極不斷輸入氫氣, 陰極不斷輸入氧氣, 電化學(xué)反應(yīng)就會(huì)連續(xù)不斷地進(jìn)行下去, e-就會(huì)不斷通過(guò)外部電路流動(dòng)形成電流, 從而連續(xù)不斷地向汽車(chē)提供電力。與傳統(tǒng)的導(dǎo)電體切割磁力線的回轉(zhuǎn)機(jī)械發(fā)電原理也完全不同, 這種電化學(xué)反應(yīng)屬于一種沒(méi)有物體運(yùn)動(dòng)就獲得電力的靜態(tài)發(fā)電方式。因而, 燃料電池具有效率高、噪音低、無(wú)污染物排出等優(yōu)點(diǎn), 這確保了FCV 成為真正意義上的高效、清潔汽車(chē)。

為滿足汽車(chē)的使用要求, 車(chē)用燃料電池還必須具有高比能量、低工作溫度、起動(dòng)快、無(wú)泄漏等特性,在眾多類型的燃料電池中, 質(zhì)子交換膜燃料電池( PEMFC) 完全具備這些特性, 所以FCV 所使用的燃料電池都是PEMFC。

燃料電池汽車(chē)的工作原理

燃料電池汽車(chē)的工作原理是，作為燃料的氫在汽車(chē)搭載的燃料電池中，與大氣中的氧氣發(fā)生氧化還原化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生出電能來(lái)帶動(dòng)電動(dòng)機(jī)工作，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)汽車(chē)中的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，進(jìn)而帶動(dòng)汽車(chē)的前橋（或后橋）等行走機(jī)械結(jié)構(gòu)工作，從而驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)前進(jìn)。

核心部件燃料電池

燃料電池的反應(yīng)結(jié)果會(huì)產(chǎn)生極少的二氧化碳和氮氧化物，副產(chǎn)品主要產(chǎn)生水，因此被稱為綠色新型環(huán)保汽車(chē)。燃料電池汽車(chē)是電動(dòng)汽車(chē)的一種，其核心部件燃料電池。通過(guò)氫氣和氧氣的化學(xué)作用，而不是經(jīng)過(guò)燃燒，直接變成電能動(dòng)力。

燃料電池汽車(chē)的氫燃料能通過(guò)幾種途徑得到。有些車(chē)輛直接攜帶著純氫燃料，另外一些車(chē)輛有可能裝有燃料重整器，能將烴類燃料轉(zhuǎn)化為富氫氣體。單個(gè)的燃料電池必須結(jié)合成燃料電池組，以便獲得必需的動(dòng)力，滿足車(chē)輛使用的要求。