第六章 燃料电池中热质传输 与电化学反应耦合的 基本问题 左然 教授 徐谦 博士 16.1 燃料电池的基本原理 u燃料电池的特点 n 燃料电池的能量转换效率高，不受卡诺效率限制 。 n 清洁、环保。燃料电池不需要锅炉、汽轮机等大 型设备、没有SO x 、NO x 气体和固体粉尘的排放。 n 可靠性和操作性良好，噪声低。 n 所用燃料广泛，占地面积小，建厂具有很大灵活 性。 2燃料电池的组成和工作原理 n 燃料电池的基本组成：阳极、阴极、电解质 和外电路。燃料电池中的电解质有不同的种类。 图61 燃料电池的基本单元 3燃料电池的工作原理（以氢氧磷酸型电池为例） （1）氢气在阳极催化剂的作用下，发生下列阳极反应： （2）氢离子穿过电解质到达阴极。电子则通过外电路及负 载也达到阴极。在阴极催化剂的作用下，生成水反应式为： （3）综合起来，氢氧燃料电池中总的电池反应为： 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。 4对于不同的电解质，燃料电池中发生的电化学反应也不一 样。 图62 不同电解质类型的电化学反应原理图 5 燃料电池的电能转化效率
