燃料电池的工作原理是什么 燃料电池种类及应用领域
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燃料电池是一种电化学发电装置，通过燃料与氧化剂的化学反应直接将化学能转化为电能。由于燃料电池不需要经过热机过程，因此不受卡诺循环，具有较高的能量转换效率。燃料电池的工作原理是将燃料和氧化剂分别引入燃料电池的正负极，在电堆的作用下形成回路，从而产生电流。
燃料电池的优点在于发电效率高。理论上，燃料电池的发电效率可以达到85%-90%，在实现热电联供的情况下，燃料的总利用率可达80%以上。此外，燃料电池排出的是水，对环境影响较小，二氧化碳排放量比热机过程减少40%以上。燃料电池结构简单，运动部件少，工作时噪声较低，对人类生活影响也较小。
燃料电池的比能量非常高，液氢燃料电池的比能量是镍镉电池的800倍，直接甲醇燃料电池的比能量比锂离子电池高10倍以上，能量转换比大。燃料电池适用范围广，从天然气、沼气、酒精到氢气，均可作为燃料，符合能源多样化需求。
尽管燃料电池具有诸多优点，但也存在一些缺点。燃料电池的初期建设成本较高，推广燃料电池汽车需要对天然气或石油气进行改质，还需建设基础设施，成本较高。此外，燃料电池技术尚处于研发阶段，相关技术不够成熟，对制造者的要求较高，仍有许多技术瓶颈亟待突破。
氢燃料电池是一种将氢气和氧气的化学能直接转化为电能的发电装置，氢燃料电池原理是电解水的逆反应。氢燃料电池汽车无污染、无噪声、高效率，被广泛应用于汽车能源、航天能源等领域。
甲醇燃料电池使用甲醇作为燃料，将化学能直接转化为电能。甲醇燃料电池汽车具有低温快速启动、燃料洁净环保、电池结构简单等优点，发电效率较高，适合便携式电子产品应用。
甲烷燃料电池是一种氧化还原电池，使用沼气作为燃料将化学能转化为电能，生产成本较低，对环境的损害较小。甲烷燃烧后仅生成水和二氧化碳，是一种环保的能源利用方式。
质子交换膜燃料电池的电解质是一种固体有机膜，在增湿情况下可传导质子。该燃料电池既作为电解质提供氢离子通道，又作为隔膜隔离两极反应气体。
微生物燃料电池利用微生物将有机物中的化学能直接转化为电能。根据电子传递方式分类，微生物燃料电池可分为直接微生物燃料电池和间接微生物燃料电池。根据电池中是否需要添加电子传递介体分类，可分为有介体微生物燃料电池和无介体微生物燃料电池。
固体氧化物燃料电池是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。固体氧化物燃料电池的电解质为固态、无空隙的金属氧化物。
燃料电池是一种高效环保的发电技术，应用领域广泛。燃料电池发动机可用于燃料电池车，也可应用于便携式设备、固定式电源、航天航空设备的动力供应。从节约能源和保护生态环境的角度看，燃料电池是最有发展前途的发电技术之一。
燃料电池作为一种高效节能的发电技术，得到了不少国家支持。早在2015年，国家就已经制定了对燃料电池车的发展规划。截止到2019年年底，燃料电池行业不断有财税减免优惠推出。我国一直在制定相关行业标准，使行业的发展能得到合理、有序的保障，燃料电池发展前景一片向好。
