什么是氫燃料電池

汽車是人們生活中的重要交通工具，而汽車排放的尾氣又是造成日益嚴(yán)重的環(huán)境污染的重要原因，為此，人們急需尋找一種代用燃料。科學(xué)家經(jīng)過幾十年的精心研究發(fā)現(xiàn)，用氫燃料電池作汽車動(dòng)力無(wú)污染環(huán)境的有害成份。因此，使用氫燃料電池的汽車才是名副其實(shí)的“綠色燃料”汽車。據(jù)報(bào)道，在冰島政府的支持下，戴姆勒—克萊斯勒公司和殼牌公司1999年初公布了把這個(gè)島國(guó)變?yōu)槭澜缟系谝粋€(gè)“氫經(jīng)濟(jì)”的國(guó)家計(jì)劃——最終用無(wú)污染的氫能源取代所有小轎車、公共汽車上使用的柴油和汽油。目前，德國(guó)已經(jīng)陸續(xù)推出了各種燃?xì)淦嚒?br/>
過去，人們總以為氫氣是一種化學(xué)元素，很少把它作為能源來(lái)看待。自從出現(xiàn)了火箭和氫彈之后，氫氣又變成了航天和核武器的重要材料，現(xiàn)在又將其制成氫燃料電池，為人們提供電能。那么，氫氣是怎樣發(fā)電的呢?

氫燃料電池發(fā)電的基本原理是電解水的逆反應(yīng)，把氫和氧分別供給陰極和陽(yáng)極，氫通過陰極向外擴(kuò)散和電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)后，放出電子通過外部的負(fù)載到達(dá)陽(yáng)極。

氫燃料電池與普通電池的區(qū)別主要在于：干電池、蓄電池是一種儲(chǔ)能裝置，是把電能貯存起來(lái)，需要時(shí)再釋放出來(lái)；而氫燃料電池嚴(yán)格地說是一種發(fā)電裝置，像發(fā)電廠一樣，是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的電化學(xué)發(fā)電裝置。另外，氫燃料電池的電極用特制多孔性材料制成，這是氫燃料電池的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它不僅要為氣體和電解質(zhì)提供較大的接觸面，還要對(duì)電池的化學(xué)反應(yīng)起催化作用。

20世紀(jì)60年代，氫燃料電池就已經(jīng)成功地應(yīng)用于航天領(lǐng)域。往返于太空和地球之間的“阿波羅”飛船就安裝了這種體積小、容量大的裝置。進(jìn)入70年代以后，隨著人們不斷地掌握多種先進(jìn)的制氫技術(shù)，很快，氫燃料電池就被運(yùn)用于發(fā)電和汽車。

大型電站，無(wú)論是水電、火電或核電，都是把發(fā)出的電送往電網(wǎng)，由電網(wǎng)輸送給用戶。但由于各用電戶的負(fù)荷不同，電網(wǎng)有時(shí)呈現(xiàn)為高峰，有時(shí)則呈現(xiàn)為低峰，這就會(huì)導(dǎo)致停電或電壓不穩(wěn)。另外，傳統(tǒng)的火力發(fā)電站的燃燒能量大約有70%要消耗在鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)這些龐大的設(shè)備上，燃燒時(shí)還會(huì)消耗大量的能源和排放大量的有害物質(zhì)。而使用氫燃料電池發(fā)電，是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，不需要進(jìn)行燃燒，能量轉(zhuǎn)換率可達(dá)60%～80%，而且污染少、噪音小，裝置可大可小，非常靈活。

氫的化學(xué)特性活躍，它可同許多金屬或合金化合。某些金屬或合金吸收氫之后，形成一種金屬氫化物，其中有些金屬氫化物的氫含量很高，甚至高于液氫的密度，而且該金屬氫化物在一定溫度條件下會(huì)分解，并把所吸收的氫釋放出來(lái)，這就構(gòu)成了一種良好的貯氫材料。

隨著制氫技術(shù)的發(fā)展，氫燃料電池離我們的生活越來(lái)越近。到那時(shí)，氫氣將像煤氣一樣通過管道被送入千家萬(wàn)戶，每個(gè)用戶則采用金屬氫化物的貯罐將氫氣貯存起來(lái)，然后連接氫燃料電池，再接通各種用電設(shè)備。它將為人們創(chuàng)造舒適的生活環(huán)境，減輕繁重的生活事務(wù)。但愿這種清潔方便的新型能源——?dú)淙剂想姵卦缛赵谌藗內(nèi)粘Ｉ钪?/p>