氫燃料電池的工作原理是通過氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)來產(chǎn)生電能。

具體來說，給燃料電池的負(fù)極提供氫氣，正極提供氧氣，正負(fù)極之間有一層特殊的膜。

在催化劑作用下，氫原子外層電子游離出來變成獨(dú)立電子和氫離子。由于膜的特性，只有氫離子能通過，電子被阻擋在膜外，從而在膜的一側(cè)聚集。在電子聚集處接導(dǎo)線到正極，電子在電壓驅(qū)使下移動，形成電流輸出。

透過膜的質(zhì)子與正極的氧反應(yīng)生成水并放出熱量，這是其工作過程中的副產(chǎn)品。

為獲得所需高電壓，可將正負(fù)極夾著膜的結(jié)構(gòu)疊加多層。這種電池工作時無火焰，且工作溫度通常在 90 攝氏度左右。

在這個過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的效率最高可達(dá) 80%，遠(yuǎn)超內(nèi)燃機(jī)。

此外，氫燃料電池的電極采用特制多孔性材料，能為氣體和電解質(zhì)提供大接觸面，并對化學(xué)反應(yīng)起催化作用。

燃料電池不是依靠電極材料化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生電勢差，而是直接將燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，電極只起引導(dǎo)電流作用。

而且，氫燃料電池的燃料和氧化劑存于電池外部貯罐，工作時需持續(xù)輸入燃料和氧化劑，并排出反應(yīng)產(chǎn)物。

如果電解液為堿性溶液，負(fù)極反應(yīng)式為 2H2 + 4OHˉ - 4eˉ == 4H20，正極為 O2 + 2H2O + 4eˉ == 4OHˉ；若為鹽溶液，負(fù)極反應(yīng)式為 2H2 - 4e￣ = 4H+ 陽離子，正極為 O2 + 4e￣ + 2H2O = 4OH￣。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）