氢/氧燃料电池是原电池的一种特殊形式,主要部件为两个电极(1)如镀铂的碳 纤维纳米管用作催化剂(2)以及一层特殊薄膜(3)。多种化合物均可用作电极。特 殊薄膜具有气密性,对电子不导电,对质子(不带电子的氢核)具有渗透性。氧气来自环境空气,无需专门填充。燃料电池构造如图4-32所示。 氢气和氧气分别分配至两个电极:氢气至正极（A）,氧气至负极 (C)。氢气在催化剂的作用下释放两个电子并分裂成两个带正电的氢核(质子)。氢核 可以渗入并穿过薄膜,因为薄膜另一侧(负极)电解质的质子数较正极少(扩散)。氧 气在其电极侧通过催化作用吸收电子,然后立即与自由的氢质子反应生成水。 如果电子连接正极和负极,则该反应(4)会产生电流。随着氢气转化为水,燃 料电池中直接产生电能。燃料电池工作原理示意图如图4-33所示。
氢气在特别灌注泵中装满。加氢燃料的过程与天然气燃料加注的过程一致。氢气在700bar的压力下泵入车辆下方的增压箱中。根据氢的物理属性,80L氢气大约重6.44kg。氢气通过减压器进入燃料电池。在工作压力为3bar时,燃料电池可提供250-450V直流电压。
燃料电池本质是水电解的“逆”装置,主要由3部分组成,即阳极、阴极、电解质。其阳极为氢电极,阴极为氧电极。通常,阳极和阴极上都含有一定量的催化剂,用来加速电极上发生的电化学反应。两极之间是电解质。
