氫燃料電池原理

氫燃料電池的原理是利用氫氣和氧氣在電極上發生氧化還原反應，從而產生電能。

氫燃料電池是以氫氣為燃料，通過電化學反應將燃料中的化學能直接轉變為電能的發電裝置。氫燃料電池的基本工作原理是電解水的逆反應，把氫和氧分別供給陽極和陰極，氫通過陽極向外擴散和電解質發生反應後，放出電子通過外部的負載到達陰極。氫氣通過燃料電池的正極當中的催化劑（鉑）分解成電子和氫離子（質子）。

其中質子通過質子交換膜到達負極和氧氣反應變成水和熱量。對應的電子則從正極通過外電路流向負極產生電能。氫燃料電池的電極通常由貴金屬制成，如鉑、鈀和銠。陽極上的貴金屬催化劑可以促進氫氣的氧化反應，從而產生電子。陰極上的貴金屬催化劑可以促進氧氣的還原反應，從而接受電子並形成水。

氫燃料電池的應用領域

20世紀60年代，氫燃料電池就已經成功地應用於航天領域。往返於太空和地球之間的“阿波羅”飛船就安裝了這種體積小、容量大的裝置。進入70年代以後，隨著人們不斷地掌握多種先進的制氫技術，很快，氫燃料電池就被運用於發電和汽車。

大型電站，無論是水電、火電或核電，都是把發出的電送往電網，由電網輸送給用戶。但由於各用電戶的負荷不同，電網有時呈現為高峰，有時則呈現為低谷，這就會導致停電或電壓不穩。

另外，傳統的火力發電站的燃燒能量大約有70%要消耗在鍋爐和汽輪發電機這些龐大的設備上，燃燒時還會消耗大量的能源和排放大量的有害物質。而使用氫燃料電池發電，是將燃料的化學能直接轉換為電能，不需要進行燃燒，能量轉換率可達60%-80%，而且汙染少、噪音小，裝置可大可小，非常靈活。