氢燃料电池技术是什么原理,氢燃料电池汽车

氢能源被期望于未来取代石油成为支撑全球经济的能源，目前的石油经济中，人员、商品的运输都要靠石油，例如：石油提炼的汽油、柴油和天然气。但石油的开发已经达到了极限，但需求却一直在飙高，随着人们生活水平提高石油用量越来越多。

氢气的能量密度与质量比值极高，燃料电池的效益比内燃机高很多，内燃机效率顶多20-30%，最差的燃料电池也有35-45%效率。

氢燃料电池是发展氢燃料电池汽车的关键，它是利用氢气经过化学反应产生能量，是一种燃料电池，它不会产生废气环境污染，还可以存储能量，目前正在研究大量生产的方法。要大量使用氢设备才能有效益，但设备的装设需要大量的资金投入，想要进入氢时代还需要克服很多困难。

氢燃料电池

氢燃料电池是一种不燃烧燃料而直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的高效发电装置。

它发电的基本原理是：电池的阳极(燃料极)输入氢气(燃料)，氢分子(H2)在阳极催化剂作用下被离解成为氢离子(H+)和电子(e-)，H+穿过燃料电池的电解质层向阴极(氧化极)方向运动，e-因通不过电解质层而由一个外部电路流向阴极；在电池阴极输入氧气(O2)，氧气在阴极催化剂作用下离解成为氧原子(O)，与通过外部电路流向阴极的e-和燃料极穿过电解质层的H+结合生成稳定结构的水(H2O)，完成电化学反应放出热量。

这种电化学反应与氢气在氧气中发生的剧烈燃烧反应是完全不同的，只要阳极不断输入氢气，阴极不断输入氧气，电化学反应就会连续不断地进行下去，e-就会不断通过外部电路流动形成电流，从而连续不断地向汽车提供电力。

这与传统的导电体切割磁力线的回转机械发电原理也完全不同，这种电化学反应属于一种没有物体运动就获得电力的静态发电方式。因而，燃料电池具有效率高、噪音低、无污染物排出等优点

氢燃料电池汽车

氢燃料电池汽车是一种用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车。车载燃料电池装置所使用的燃料为高纯度氢气或含氢燃料经重整所得到的高含氢重整气。由于氢燃料电池的应用，使其成为真正意义上的高效、清洁汽车。

虽然氢分子按质量来说能量密度很高，一个原因是分子量低，在气态条件下它具有非常低的能量密度。作为存储在车上的燃料，纯氢气必须加压或液化。为了提高气体压力，提高体积上的能量密度，需要尽量使用较小的，但不轻的容器罐（压力容器）。为了实现更高的压力，就需要使用更多外部能源压缩。

氢安全性

除少数气体，如乙炔，甲硅烷和环氧乙烷之外，氢气与空气的混合爆炸范围是最宽的。这意味氢气泄露后十分危险，无论空气和氢气的混合比例是多少，都最有可能导致爆炸。这使氢燃料在封闭区域，如地下停车场的使用会尤其危险。因为纯的氢-氧燃烧火焰用肉眼几乎看不见，所以如果氢气泄漏燃烧，需要火焰探测器才能检测到，再加上氢是无味的，通过嗅觉也无法发现泄漏。

氢燃料的大规模使用还需要克服很多技术难题。