什么是氫燃料電池？分類有哪些？應用領域有哪些？

1、氫燃料電池

氫燃料電池(Fuel Cell，FC)是氫能的一種應用形式。氫氣與氧氣在其內部催化劑的作用下，發生氧化還原反應產生電荷，在外電路中電荷不斷匯聚形成電流。氫燃料電池內部有三個關鍵部件，分別是陽極板、陰極板和電解質膜。陽極板相當于電池的負極，陰極板相當于電池的正極，電解質膜處于陽極板與陰極板中間。

2、氫燃料電池工作原理

氫氣通入燃料電池的陽極板，空氣通入燃料電池的陰極板，當氫氣遇到電解質膜時，氫分子會與電解質膜中的催化劑混合，在催化劑的作用下，氫分子外圍電子被剝離出來形成氫離子，它將穿過電解質膜到達陰極板，被剝離出來的電子無法通過電解質膜，電子不斷匯聚就形成了電子束也就是電流。最后，這些電子經過導體到達燃料電池陰極板時，與氫離子以及空氣中的氧氣結合形成水。

3、氫燃料電池分類

目前，以氫氣作為反應原料的燃料電池主要有5種類型：

(1)堿性燃料電池(AFC)——工作溫度50~100℃。

(2)磷酸燃料電池(PAFC)——工作溫度100~300℃。

(3)質子交換膜燃料電池(PEMFC)——工作溫度80℃。

(4)熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)——工作溫度600~700℃。

(5)固體氧化物燃料電池(SOFC)——工作溫度800~1000℃。

其中質子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell，PEMFC)的應用最為廣泛，PEMFC的特點是以質子交換膜作為電解質，并且只有質子能通過，其他物質不能通過，因此電子通過外部的導線傳送至陰極來提供電能。且其投入低、產值髙、發展較為成熟的因素使其擁有了非常大商業潛質和價值，隨著新能源汽車的火熱，質子交換膜燃料電池也備受關注。

4、氫燃料電池應用領域

(1)交通運輸領域

主要用于乘用車、輕卡、中重卡、客車等道路運輸領域;也應用于叉車、船只、航空、軌交等其他交通運輸領域。

(2)便攜電池領域

主要應用在小型家用電器、消費電子設備、無人機等方面。

(3)發電

主要用于大型固定氫燃料電池電站、建筑應急備用電源等。

(4)建筑供能

主要是熱電聯產系統。

來源：《氫能行業深度報告系列三：氫燃料電池汽車篇~氫風已至蓄勢待發-211010(29頁).pdf 》

《頭豹研究院：氫燃料電池行業直播短報告：2021年碳中和目標下氫燃料電池行業能否迎來發展新機遇?(17頁).pdf》