什麼是燃料電池燃料電池的優勢

　　燃料電池是一種將存在於燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。那麼你對燃料電池瞭解多少呢?以下是由小編整理關於什麼是燃料電池的內容，希望大家喜歡!

　　燃料電池的介紹

　　燃料和空氣分別送進燃料電池，電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等，像一個蓄電池，但實質上它不能“儲電”而是一個“發電廠”。但是，它需要電極和電解質以及氧化還原反應才能發電。

　　2014年2月19日據物理學家組織網報道，美國科學家開發出一種直接以生物質為原料的低溫燃料電池。這種燃料電池只需藉助太陽能或廢熱就能將稻草、鋸末、藻類甚至有機肥料轉化為電能，能量密度比基於纖維素的微生物燃料電池高出近100倍。

　　燃料電池的基本特點

　　燃料電池涉及化學熱力學、電化學、電催化、材料科學、電力系統及自動控制等學科的有關理論，具有發電效率高、環境汙染少等優點。

　　總的來說，燃料電池具有以下特點：能量轉化效率高;它直接將燃料的化學能轉化為電能，中間不經過燃燒過程，因而不受卡諾迴圈的限制。燃料電池系統的燃料—電能轉換效率在45%～60%，而火力發電和核電的效率大約在30%～40%。安裝地點靈活;燃料電池電站佔地面積小，建設週期短，電站功率可根據需要由電池堆組裝，十分方便。燃料電池無論作為集中電站還是分散式電站，或是作為小區、工廠、大型建築的獨立電站都非常合適。負荷響應快，執行質量高;燃料電池在數秒鐘內就可以從最低功率變換到額定功率。

　　由於燃料電池能將燃料的化學能直接轉化為電能，因此，它沒有像通常的火力發電機那樣通過鍋爐、汽輪機、發電機的能量形態變化，可以避免中間的轉換的損失，達到很高的發電效率。同時還有以下一些特點：

　　不管是滿負荷還是部分負荷均能保持高發電效率;

　　不管裝置規模大小均能保持高發電效率;

　　具有很強的過負載能力;

　　通過與燃料供給裝置組合的可以適用的燃料廣泛;

　　發電出力由電池堆的出力和組數決定，機組的容量的自由度大;

　　電池本體的負荷響應性好，用於電網調峰優於其他發電方式;

　　用天然氣和煤氣等為燃料時，NOX及SOX等排出量少，環境相容性優。

　　如此由燃料電池構成的發電系統對電力工業具有極大的吸引力。

　　燃料電池的優勢，科技手段中，尚沒有一項能源生成技術能如燃料電池一樣將諸多優點集合於一身。

　　能源安全性。自1970年代的石油危機後，各大工業國對石油的依賴仍有增無減，而且主要靠石油輸出國的供應。美國載客車輛每日可消耗約600萬桶油，佔油料進口量之85%。若有20%的車輛採用燃料電池來驅動，每日便可省下120萬桶油。

　　國防安全性。燃料電池發電裝置具有散佈性的特質，它可讓地區擺脫中央發電站式的電力輸配架構。長距離、高電壓的輸電網路易成為軍事行動的攻擊目標。燃料電池裝置可採集中也可採分散性配置，進而降低了敵人慾癱瘓國家供電系統的風險。

　　高可靠度供電。燃料電池可架構於輸配電網路之上作為備援電力，也可獨立於電力網之外。在特殊的場合下，模組化的設定***串聯安裝幾個完全相同的電池組系統以達到所需的電力***可提供極高的穩定性。

　　燃料多樣性。現代種類繁多的電池中，雖然仍以氫氣為主要燃料，但配備「燃料轉化器***或譯重組器，fuel reformer***」的電池系統可以從碳氫化合物或醇類燃料中萃取出氫元素來利用。此外如垃圾掩埋場、廢水處理場中厭氧微生物分解產生的沼氣也是燃料的一大來源。利用自然界的太陽能及風力等可再生能源提供的電力，可用來將水電解產生氫氣，再供給至燃料電池，如此亦可將「水」看成是未經轉化的燃料，實現完全零排放的能源系統。只要不停地供給燃料給電池，它就可不斷地產生電力。

　　高效能。由於燃料電池的原理系經由化學能直接轉換為電能，而非產生大量廢氣與廢熱的燃燒作用，現今利用碳氫燃料的發電系統電能的轉換效率可達40~50%;直接使用氫氣的系統效率更可超過50%;發電設施若與燃氣渦輪機並用，則整體效率可超過60%;若再將電池排放的廢熱加以回收利用，則燃料能量的利用率可超過85%。用於車輛的燃料電池其能量轉換率約為傳統內燃機的3倍以上，內燃引擎的熱效率約在10~20%之譜。

　　環境親和性。科學家們已認定空氣汙染是造成心血管疾病、氣喘及癌症的元凶之一。最近的健康研究顯示，市區汙染性的空氣對健康的威脅如同吸入二手菸。燃料電池運用能源的方式大幅優於燃油動力機排放大量危害性廢氣的方案，其排放物大部份是水份。某些燃料電池雖亦排放二氧化碳，但其含量遠低於汽油之排放量***約其1/6***。

　　燃料電池發電裝置產生1000仟瓦-小時的電能，排放之汙染性氣體少於1盎斯;而傳統燃油發電機則會產生25磅重的汙染物。因此，燃料電池不僅可改善空氣汙染的情況，甚可能許給人類未來一片潔淨的天空。

　　可彈性設定/用途廣。燃料電池的迷人之處在於其多樣風貌。除了前述的集中分散兩相宜的特點外，它還具有縮放性。利用黃光微影技術可製作微型化的燃料電池;利用模組式堆疊配置可將供電量放大至所欲的輸出功率。單一發電元所產生的電壓約為0.7伏特，剛好能點亮一隻燈。將發電元予以串接，便構成燃料電池組，其電壓則增加為0.7伏特乘以串聯的發電元個數。