燃料电池电动汽车的发电原理

除了锂离子电池外，还有一种电池很有前途，就是“燃料电池”，它是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地产生出来。其中最实用的是使用氢或含富氢的气体燃料的燃料电池。

燃料电池工作原理

在庆祝汽车发明125周年的庆典上，德国奔驰公司启动了奔驰B级F — CELL燃料电池汽车的环球之旅活动。作为首款量产型燃料电池汽车，将在125天中完成一场空前的长途旅行——零排放穿越4大洲并途经14个国家，最终回到德国斯图加特。燃料电池汽车的最高时速超过160千米，并不亚于传统的内燃机汽车。在行驶途中，它唯一的排放物质是水，实现绝对的零排放。它有一个压力为70兆帕的储氢罐，储氢罐可储存约4千克氢气，可行驶400千米。每次加氢不到3分钟。

世界上第一辆燃料电池汽车，正是德国奔驰公司在1996年5月研制成功的。燃料电池汽车的工作原理是：将氢气送到燃料电池的阳极板（负极），经过催化剂（铂）的作用，氢原子中的一个电子被分离出来，失去电子的氢离子（质子）穿过质子交换膜，到达燃料电池阴极板（正极），而电子是不能通过质子交换膜的，这个电子，只能经外部电路，到达燃料电池阴极板，从而在外电路中产生电流。电子到达阴极板后，与氧原子和氢离子重新结合为水。由于供应给阴极板的氧，可以从空气中获得，因此只要不断地给阳极板供应氢，给阴极板供应空气，并及时把水（蒸汽）带走，就可以不断地提供电能。燃料电池发出的电，经逆变器、控制器等装置，为电动机供电，再经传动系统、驱动机构等带动车轮转动，这样汽车就可以在道路上行驶了。与传统汽车相比，燃料电池汽车能量转化效率高达60% ~ 80%，为内燃机的2 ~ 3倍。燃料电池的燃料是氢和氧，生成物是清洁的水，它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳，也没有硫和微粒排出。因此，燃料电池汽车是真正意义上的零排放、零污染的汽车，氢燃料是完美的汽车能源！

燃料电池与普通电池的区别主要在于：干电池、蓄电池是一种储能装置，是把电能贮存起来，需要时再释放出来；而燃料电池严格地说是一种发电装置，是把化学能直接转化为电能的电化学发电装置。

“125年后，我们在重新发明汽车，不是因为它已经失去了吸引力，而恰恰相反：我们正在重新发明汽车，是因为它日渐焕发新生。”（奔驰全球总裁蔡澈语）

继德国奔驰公司、日本丰田公司及美国通用汽车公司研制的燃料电池汽车之后，中国自行研制成功的燃料电池汽车“超越1号”也已经上路。它的外观像一辆普通的桑塔纳2000型轿车，但它的“心脏”已不是普通的汽油或柴油发动机，而是一颗“绿色的心脏”——燃料电池。在它的行李厢里，有氢气瓶、控制器和冷却水箱等装置。“超越1号”不仅装有燃料电池，还带有蓄电池，当燃料电池发出的电能供电动机使用还有多余的话，还能将多余的电能送至蓄电池储存起来，所以又称混合动力。这里所说的“混合”不是人们所熟悉的电池和内燃机的混合。

“超越1号”使用的是40千瓦的燃料电池，1小时需要近30立方米氢气，可以跑上100千米，费用大约3元左右。它的最高时速可以达到110千米，可以连续行驶210千米。它的最大优点是不用为排污而担心。因为氢与氧化合后，生成的是水，没有废气排出。