氢气燃料电池工作原理
氢燃料电池是一种能够持续的通过发生在正极和负极的氧化还原反应将化学能转化为电能的能量转换装置
氢燃料电池是一种能够持续的通过发生在正极和负极的氧化还原反应将化学能转化为电能的能量转换装置氢燃料电池与常规电池的区别在于它工作时需要连续不断地向电池内输入燃料和氧化剂只要持续供应氢燃料电池就会不断提供电能
氢氧氢燃料电池以氢气作燃料氧气作氧化剂通过燃料的燃烧反应将化学能转变为电能的电池
氢氧氢燃料电池工作时向氢电极供应氢气同时向氧电极供应氧气氢氧气在电极上的催化剂作用下通过电解质生成水这时在氢电极上有多余的电子而带负电在氧电极上由于缺少电子而带正电接通电路后这一类似于燃烧的反应过程就能连续进行
工作时向负极供给燃料（氢）向正极供给氧化剂（氧气）氢在负极上的催化剂的作用下分解成正离子H+和电子e-氢离子进入电解液中而电子则沿外部电路移向正极用电的负载就接在外部电路中在正极上氧气同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水这正是水的电解反应的逆过程
氢氧氢燃料电池不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的装置
氢氧氢燃料电池的反应物都在电池外部它只是提供一个反应的容器2H2+O2==2H2O
氢燃料电池是一种化学电池它利用物质发生化学反应时释出的能量直接将其变换为电能从这一点看它和其他化学电池如锌锰干电池铅蓄电池等是类似的但是它工作时需要连续地向其供给反应物质燃料和氧化剂这又和其他普通化学电池不大一样由于它是把燃料通过化学反应释出的能量变为电能输出所以被称为氢燃料电池
具体地说氢燃料电池是利用水的电解的逆反应的"发电机"它由正极负极和夹在正负极中间的电解质板所组成最初电解质板是利用电解质渗入多孔的板而形成2013年正发展为直接使用固体的电解质
工作时向负极供给燃料（氢）向正极供给氧化剂（空气起作用的成分为氧气）氢在负极分解成正离子H+和电子e-当氢离子进入电解液中而电子就沿外部电路移向正极用电的负载就接在外部电路中在正极上空气中的氧同电解液中的氢离子吸收抵达正极上的电子形成水这正是水的电解反应的逆过程此过程水可以得到重复利用发电原理与可夜间使用的太阳能电池有异曲同工之妙
氢燃料电池的电极材料一般为惰性电极具有很强的催化活性如铂电极活性碳电极等
利用这个原理氢燃料电池便可在工作时源源不断地向外部输电所以也可称它为一种"发电机"
一般来讲书写氢燃料电池的化学反应方程式需要高度注意电解质的酸碱性在正负极上发生的电极反应不是孤立的它往往与电解质溶液紧密联系如氢氧氢燃料电池有酸式和碱式两种在酸溶液中负极反应式为2H2-4e-==4H+正极反应式为O2+4H++4eˉ==2H2O;如是在碱溶液中则不可能有H+出现在酸溶液中也不可能出现OHˉ
若电解质溶液是碱盐溶液则负极反应式为2H2+4OHˉ-4eˉ==4H20正极为O2+2H2O+4eˉ==4OHˉ
若电解质溶液是酸溶液则负极反应式为2H2-4eˉ=4H+（阳离子）正极为O2+4eˉ+4H+=2H2O
