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燃料电池的优点
传统电池直接使用化学反应产生能量,优点是能量转换效率很高(80%以上),但是充电需要比较长的时间;而使用燃料以内燃机进行燃烧反应产生能量,优点是可以直接补充燃料,但是使用内燃机的能量转换效率很低(20%以下),科学家开始思考,有没有一种方法同时具有“电池”与“燃料”的优点呢?于是燃料电池从此诞生了。
燃料电池和传统电池的原理相同,都是将活性物质的化学能转换成电能,但是传统电池的电极本身是活性物质,会参与化学反应;而燃料电池的电极本身只是储存容器而已,并不会参与化学反应,必须将活性物质加入电池内(就好像我们的汽车补充燃料一样),才能产生化学反应形成电能,是一种要补充燃料的电池,故称为“燃料电池(Fuel cell)”。
燃料电池的燃料
>直接使用氢气做为燃料
如果阳极通入氢气做为燃料,则可以直接流入阳极,经过金属触媒催化产生电子与氢离子,并且和阴极流入的氢氧离子结合形成水。
>使用含有氢原子的化合物做为燃料
使用含有氢原子的化合物做为燃料来产生氢气,例如:氢气、甲烷、甲醇,甚至汽油(己、庚、辛、壬烷的混合物)、生质酒精、沼气等,都可以经由金属触媒引发“改质反应(Reforming reaction)”产生氢气,再流入阳极,经过金属触媒催化产生电子与氢离子,并且和阴极流入的氢氧离子结合形成水。可惜的是,触媒的改质反应通常只能将少量的甲醇或甲烷转换成氢气(通常低于10%),其馀大部分都是转换成二氧化碳或一氧化碳,所以效率很低,显然直接使用氢气做为燃料效率比较高。
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