初中学化学时，老师曾对我们说：“未来你们谁要是能找到一种催化剂，放到水里就能让水分解为氢气，那一定可以获得诺贝尔奖”。当时对能源的了解不甚了了，自然也就不明白老师这番话的意义。

如今，随着化石燃料的开采和利用，燃油车在城市的车水马龙中横行霸道，能源问题、环境问题也日益凸显。人们开始幻想：要是有这么一种能源，燃烧后不产生尾气，而且还取之不尽用之不竭，那该有多好啊。

这时候回望初中老师的教诲，猛然发现，氢气不就是这样一种能源么。从自然条件来讲，氢元素是海洋占比71%的地球上丰富的元素，来源极其广泛并且可以回收再利用，排放物也只有水，十分环保。因此，燃料电池汽车应运而生，而作为燃料电池汽车“心脏”的燃料电池发动机也就成为了今天我们介绍的主角。

如图1，燃料电池汽车的大致结构便是如此，行驶机理上与燃油车、电动汽车类似，都是通过消耗某种能源，将其转化为车辆前进的动能。但燃料电池汽车的核心问题，自然就是它的这颗“心脏”。

图1燃料电池汽车图解示意

说到燃料电池发动机，我们首先来了解一下它的基本原理。作为一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，燃料电池的原理其实并没有我们想的那么高深莫测。实际上早在年，英国科学家威廉格罗夫爵士把分别装有氢气和氧气的试管，安装在铂条上，发明了最早意义上的燃料电池，点亮了伦敦讲演厅的照明灯，其原理与如今大火的燃料电池其实是类似的。

众所周知，世界是原子构成的，而原子又是由原子核和电子构成，其中电子带负电荷，原子核中的质子带正电荷，电荷的移动便会形成电流。如图2所示，阴阳极材料浸泡在电解液中，在催化剂的作用下，发生着化学上的“氧化还原反应”，“氧化”是指化学反应中反应物失去电子，“还原”则是指得到了电子，世界上有形形色色的电池，也正是因为在大自然中存在着各式各样的氧化还原反应。

图2燃料电池内部原理图

但燃料电池和一般的干电池、锂电池不同，它的反应物不在电池的内部，而是需要外界源源不断地输入“燃料”,这个“燃料”可不是我们习以为常的汽油煤炭，通常是指“氢”，“氢”可以进行氧化还原反应从而产生电流，而且不需要燃烧。

燃烧和不燃烧的区别在于，燃烧时时化学反应，电子的移动是无序的，只能产生热量；而不燃烧是电化学反应，电子的移动是有序的，产生电能。目前我们所说的燃料电池这个概念，多指氢燃料电池，以较常见的质子交换膜燃料电池（PFMFC）为例，阳极的氧化反应将带负电荷的电子分离出来，通过电路移动到阴极，并在阴极与氧气发生还原反应，最终产物只有水而已，十分的环保。

常见的燃料电池种类有很多，对于只是初步了解的大家而言，我们无需知晓它们在化学上的逻辑有什么区别，只需要

转载请注明:http://www.aideyishus.com/lkcf/2718.html