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和镀铂的碳纤维纳米管2(用作催化剂)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(O2)来自环境空气,无需专门填充。 燃料电池构造如图3-1-19所示。 氢气(H2)和氧气(O2)分别分配至两个电极:氢气至正极,氧气至负极。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(H2O)。 如果电子连接正极和负极,则该反应会产生电流。随着氢气转化为水,燃料电池中直接产生电能。燃料电池工作原理如图3-1-20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70bar(70MPa)的压力下泵入车辆下方的增压箱中。根据氢的物理属性,80L氢气的质量约
为644kg。氢气通过减压器进入燃料电池。在工作压力为3bar(0.3MPa)时,燃料电池可提供250~450V直流电压。
