什么是氫能燃料電池
燃料電池是一種能量轉化裝置，它將燃料轉化的電化學能量轉化為電能。它也是一種類似于電池的電化學發電裝置，所以被稱為燃料電池。使用氫作為燃料的相應燃料電池是氫燃料電池。它可以理解為水電解成氫和氧的逆反應。因此，反應過程干凈有效。因為它不受使用卡諾和循環的傳統發動機的42%熱效率的限制。氫燃料電池的效率很容易達到60%以上。
與火箭不同，氫燃料電池不通過氫和氧燃燒的劇烈反應產生動能，而是通過催化裝置釋放氫中的吉布斯自由能。例如，石墨和直徑都是碳的情況。但是形成直徑需要高溫高壓。因此，這種形式轉化代表不同的吉布斯自由能。
吉布斯自由能是包含熵和焓的電化學能量。你認為它非常深刻和難以理解嗎？讓我們直接看動畫吧。

氫燃料電池的工作原理
氫燃料電池的工作原理是氫被燃料電池陽極中的催化劑(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陰極，與氧氣反應生成水和熱。相應的電子通過外部電路從正電極流向負電極以產生電能。
氫燃料電池的技術關鍵是什么
對于氫燃料電池的商業應用，挑戰之一是成本控制。目前燃料電池汽車的成本大約是普通汽車的五倍。它的核心成分叫做質子交換膜。它能把氫中的電子分離成質子，然后把它們從正極交換到負極，與氧反應產生水和熱。因此，質子交換膜的核心是催化劑鉑。鉑是一種貴金屬，即鉑，通常用于結婚戒指。為了促進大規模商業應用，一方面需要減少催化劑的用量，另一方面需要尋找低成本的替代材料。
氫燃料電池汽車的系統組成
氫燃料電池汽車系統的組成(來自豐田)
說到氫燃料電池汽車，目前的主流是質子交換膜燃料電池(PEMFC)技術。該系統由燃料電池堆、儲氫罐、動力電池、燃料電池DC升壓轉換器、功率控制單元和動力電機組成。目前燃料電池堆的功率密度為3.1千瓦/升，輸出功率為114千瓦。由于每個燃料電池單元的輸出電壓僅為0.6~0.7V，因此需要與DC升壓轉換器和功率電池一起使用。因此，該電壓可以適應650伏的高電壓來驅動功率電機。同時，類似的動力電池需要電池管理系統BMS，燃料電池也需要監控和管理系統FCMS，通過放電狀態快速調整反應相關參數。為了儲存氫氣，通常使用70兆帕的高壓液態氫儲罐。