质子交换膜燃料电池是一种燃料电池，在原理上相当于水电解的“逆”装置。其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，那么质子膜燃料电池原理是什么呢？接下来本站来详细为大家介绍一下吧。
质子交换膜燃料电池主要应用氢气作为原料，将氧化剂中的化学能转化为电能的一种发电装置。它的发电原理与普通的化学电池发电原理基本相同：都是利用正负极板上的电子的移动完成燃料的氧化还原反应。氧化过程发生在正极也就是阳极，还原过程发生在负极也就是阴极。相对于内燃机而言质子交换膜燃料电池，它的工作特点是直接将化学能转化为电能，因此效率更高。又因为它是以氢气为燃料，最后作用的产生物是水，没有生成任何有害气体释放到空气中，是我们所需要的环保新能源。并且它的输出功率更高，无需充电。正是因为它具有这么突出的优点，所以燃料电池技术被认为是21 世纪首选的洁净、高效的发电技术，被世界认为是最有发展前途的新能源。
燃料电池的原理
质子交换膜燃料电池主要由阳极流场板，膜电极和阴极流场板组成，其中膜电极又包含扩散层、催化层和质子交换膜。
在工作时质子交换膜燃料电池系统就相当于一个直流电源，直流电源的负极相当于燃料电池的阳极，正极相当于燃料电池的阴极。
首先氢气通过质子交换膜到达阳极，在阳极催化剂的作用下，1 个氢分子解离为 2 个氢质子，并释放出 2 个电子，阳极反应为：阳极（ 负极）：2H2-4e- → 4H+。
在电池的另一端，氧气（或空气）通过管道或导气板到达阴极，在阴极催化剂的作用下，氧分子和氢离子与通过外电路到达阴极的电子发生反应生成水，阴极反应为： 阴极（ 正极）：O2+4H++4e- → 2H2O
总反应式： 2H2+1/2 O2 → H2O + 电能
电子在外电路形成直流电。因此，只要源源不断地向燃料电池阳极和阴极供给氢气和氧气，就可以向外电路的负载连续地输出电能。
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