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燃料电池（第1页）

燃料电池

燃料电池是一种把燃料和电池两种概念结合在一起的装置。它是一种电池，但不需用昂贵的金属而只用便宜的燃料来进行化学反应。这些燃料的化学能也通过一个步骤就变为电能，比通常通过两步方式的能量损失少得多。于是，可以为人类提供的电量就大大地增加了。

早在1839年，英国科学家威廉在实验中就发现了燃料电池的发电原理。燃料电池基本原理，简单来说就是将电解水产生氢和氧的过程反向操作，并进而产生电、水与热，由于必须补充电池内的燃料，所以称为燃料电池。

燃料电池实质上是以控制氢弹爆炸的观念设计，太空船上的燃料电池是用来聚集星际旅行之间的氢气所产生的能量之用。太空船的太阳能板所聚集的电磁和太阳能将会转换成电能，而电能会用来慢慢地将存放在燃料电池内的氢置换成燃料。燃料电池内也含有一小部分受控的可进行核分裂的物质，这些物质依序用来与氢核进行核反应。核反应在燃料电池内进行，在太空旅程中提供高能量并加速离子引擎来推进太空船。在最后的旅程阶段，燃料电池提供了燃料火箭动力所需的氢。整个过程受控在强大的电磁下，它能提供能量并且避免过量的能量外泄导致反应炉核心融毁。核反应的一项副产物——热能，则被燃料电池的外壁吸收并转换成供给电脑、维生系统和其他必要功用的电能。．

经过多年的探索，最有望用于汽车的是质子交换膜燃料电池。它的工作原理是：将氢气送到负极，经过催化剂（铂）的作用，氢原子中两个电子被分离出来，这两个电子在正极的吸引下，经外部电路产生电流，失去电子的氢离子（质子）可穿过质子交换膜（即固体电解质），在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧可以从空气中获得，只要不断给负极供应氢，并及时把水（蒸汽）带走，燃料电池就可以不断地提供电能。

现代燃料电池技术兴起于20世纪60年代，为了给航天飞机寻找高效能的电能装置，美国宇航局与GE公司合作开发了第一个现代意义上的燃料电池一质子交换膜燃料电池，这也是燃料电池商用化的开始。此后，历经40多年的发展，燃料电池的家族越发的人丁兴旺，而应用领域也遍及各处。

美国科学家最近研制出世界上最小的燃料电池，这种电池的直径只有3毫米，可以产生0．7伏的电压并能持续供电30个小时，这种燃料电池可以在不消耗电的情况下发电，它由四个部分组成。上一层是储水池，下层是一个装有金属氢化物的燃料膛，中间以一层薄膜隔开，在金属氢化物的燃料膛下放，还有一组电极。薄膜上还有许多小孔，使得储水池中的水分子可以以水蒸气的形式进入燃料膛，水分子进入燃料膛后，与金属氢化物发生化学反应井产生氢气。氢气随之会充满整个燃料膛，并向上冲击薄膜。阻止水流继续流入，然后氢气会在燃料膛下层的电极处发生化学反应，形成电流。

新电池体积非常小，规模为331毫米。而且没有重力。其表现张力可以控制水流，这意味着即使处于移动的旋转状态下，也能够很好的工作。因此它最适用于一些小电器。现在，这种电池可以产生0．7伏电压和一毫安电流，电燃料可以持续30小时左右。

在当今全球能源紧张、油价高涨的时代，寻找新能源作为化石燃料的替代品是当务之急。因为氢能的优势明显，清洁、高效，因此得到各国政府的大力支持，加上各种能源动力企业对燃料电池的发展信心十足，所以燃料电池未来市场将有巨大的上升空间。尽管现在对于便携式燃料电池的需求相当少，但便携式燃料电池市场将是从现在到2011年甚至更长时间增长最快的市场。