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燃料电池的种类及应用燃料电池是一种将化学能转化为电能的技术，其工作原理是通过将氢气与氧气反应产生电子、阳离子和水，并产生电流来驱动外部设备。
燃料电池可以分为多种类型，每种类型都有着不同的特点和适用场景。
以下是一些常见的燃料电池种类及其应用：1. 质子交换膜燃料电池（PEMFC）：PEMFC 是目前最常见和最常用的燃料电池类型之一。
它由氢气和氧气在质子交换膜中反应生成水和电能。
这种燃料电池具有高效、响应速度快、启动时间短等优点，适用于小型移动设备、汽车、船舶和无人机等应用。
2. 高温聚合物电解质燃料电池（HT-PEMFC）：HT-PEMFC 操作温度较高，约为150-200摄氏度。
它通常使用高温聚合物作为电解质，这使得它具有更好的耐久性和氧化稳定性。
由于其高温操作条件，它可以直接从燃料中产生电，因此适用于汽车等需要高功率输出的应用。
3. 燃料电池电动汽车（FCEV）：燃料电池电动汽车是一种使用燃料电池作为能源的电动汽车。
它使用氢气作为燃料，通过与空气中的氧气反应来产生电能。
与传统的燃油汽车相比，燃料电池电动汽车具有零排放、零污染和长续航里程等优点。
4. 固体氧化物燃料电池（SOFC）：SOFC 是一种高效、长寿命的燃料电池，它可以直接将化学能转化为电能。
它使用固体氧化物作为电解质，通常在800-1000摄氏度的高温条件下运行。
SOFC 可以使用多种燃料，包括氢气、甲烷和生物质等，因此在工业应用中具有广泛的用途，如电力发电站、垃圾处理厂等。
5. 直接甲醇燃料电池（DMFC）：DMFC 通过将甲醇和氧气反应产生电能。
这种燃料电池不需要氢气供应，因此它更加便携和灵活。
DMFC 适用于小型移动设备，如笔记本电脑和移动电话等。
6. 氧化铝燃料电池（AFC）：AFC 通常使用碱性电解质和盐水作为电解质，氢气和氧气反应产生电能。
它具有低成本、高效率和长寿命等优点，但由于其在腐蚀性液体中的操作，因此应用范围较为有限。
燃料电池技术燃料电池技术是一种利用化学反应转化燃料能为电能的先进能源技术。
它以可再生能源和常规能源为燃料，通过在氧气电极和氢电极上的电化学反应来产生电能和热能。
燃料电池技术具有高效节能、无污染、资源可持续利用等特点，被广泛应用于交通运输、家庭能源和工业领域。
一、燃料电池的原理燃料电池是利用氧化还原反应来实现能量转换的设备。
它由阳极、阴极、电解质和电极反应催化剂等组成。
在燃料电池工作过程中，燃料（常见的有氢气和甲醇）在阳极侧被氧化成为电子和离子，电子经过外部电路传递形成电流，离子穿过电解质传递到阴极侧，与氧气发生还原反应生成水和热能。
整个过程中产生的电能可被外部电路利用。
二、燃料电池的分类根据不同的电解质种类和工作温度，燃料电池可以分为若干种类。
常见的几种燃料电池包括质子交换膜燃料电池（PEMFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、碱性燃料电池（AFC）等。
它们在不同应用场景下有各自的特点和优势，适用于不同的需求。
三、燃料电池技术的应用1. 交通运输领域：燃料电池被广泛用于汽车和公共交通工具的动力系统。
与传统的内燃机相比，燃料电池具有零排放、高效能等优势，能够有效减少空气污染和温室气体排放，并提升车辆的能效和驾驶体验。
2. 家庭能源：燃料电池可用于家庭能源系统，如供暖和电力供应。
通过利用天然气等燃料产生电能和热能，可以满足家庭的供暖需求，并为家庭提供稳定的电力供应，减少对传统能源的依赖。
3. 工业领域：燃料电池可用于工业过程中的电力供应和废气处理等方面。
利用废气中的氢气等燃料产生电能，不仅能满足工业生产的能源需求，还能有效减少废气的排放和处理成本。
四、燃料电池技术的挑战与展望虽然燃料电池技术在环保和节能方面具有巨大潜力，但也面临着一些挑战。
首先，燃料电池的成本较高，需要进一步降低生产成本才能推广应用。
其次，燃料电池的稳定性和寿命问题仍待解决，需要改进催化剂和材料的稳定性以延长燃料电池的使用寿命。
此外，燃料电池的燃料储存和运输等问题也需要解决。
专题：如何书写燃料电池的电极反应式方法：首先书写燃料电池总反应方程式(一定要注意电极产物是否与电解质溶液反应)，第二抓住电解质导电介质以及离子的移动规律。
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分酸性和碱性两种。
电池总反应为： 2H2＋O2==2H2O酸性：负极：；正极：；碱性：负极：；正极：；【思考】：氢氧燃料电池的电解质溶液若改为其他介质时，电极反应式又如何书写？例1、固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质。
其工作原理如右图所示：下列关于固体燃料电池的有关说法正确的是A.电极b为电池负极，电极反应式为：O2＋4e－＝4O2－B.固体氧化物的作用是让电子在电池内通过C.若H2作为燃料气，则接触面上发生的反应为：H2＋2OH－－4e－＝2H＋＋H2OD.若C2H4作为燃料气，则接触面上发生的反应为：C2H4＋6O2－－12e－＝2CO2＋2H2O【对照比较1】：（广东）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2—。
下列对该燃料电池说法正确的是A．在熔融电解质中，O2—由负极移向正极B．电池的总反应是：2C4H10 + 13O2→ 8CO2 + 10H2OC．通入空气的一极是正极，电极反应为：O2 + 4e— = 2O2—D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10 + 26e— + 13O2—== 4CO2 + 5H2O【对照比较2】：（10安徽）某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H＋，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2＋O2＝2H2O，下列有关说法正确的是A.电子通过外电路从b极流向a极B.b极上的电极反应式为：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－C.每转移0.1 mol电子，消耗1.12 L的H2D.H＋由a极通过固体酸电解质传递到b极【对照比较3】：有一种MCFC型燃料电池，该电池所用燃料为H2和空气，电解质为熔融的K2CO3。
新能源技术知识：燃料电池分类及优劣势分析燃料电池，是一种利用化学能转化为电能的装置，是一种具有较高效率、清洁环保的能源技术。
燃料电池的分类主要根据使用的燃料类型和电解质种类来划分。
下面我们就来具体了解一下燃料电池的分类及其优劣势分析。
首先，我们来介绍一下根据使用的燃料类型来划分的燃料电池。
这类燃料电池主要包括氢气燃料电池、甲醇燃料电池、乙醇燃料电池和氢气气体燃料电池。
氢气燃料电池是目前最为常见和被广泛研究的一种燃料电池。
它主要由正极（氢气）、负极（氧气）、电解质（聚合物电解质膜）、催化剂（铂）等组成，具有高效能、低污染、低噪音、高效率等优点。
但是，氢气燃料电池的缺点也较为明显，其生产氢气的能源消耗较大，而且在储存和使用氢气时安全问题难以保证。
甲醇燃料电池主要是将甲醇作为燃料，它具有可以直接使用液态燃料的优点，且在燃料储存和运输方面较为方便。
但是，甲醇燃料电池的能量密度较低，其化学反应过程中产生的二氧化碳较多，且甲醇的毒性较强，在使用和储存方面也存在较大的安全隐患。
乙醇燃料电池同样以液态燃料乙醇作为燃料，可直接使用，且具有较高的能量密度。
但是，乙醇燃料电池的运行温度较高，这对其动力系统结构和材料选用等方面提出了较高的要求，同时其在良好的供电质量和功率输出方面也存在一定的限制。
氢气气体燃料电池则是通过将氢气化合物或其他氢气储存物转化为高纯度的氢气，在燃料电池中进行反应，产生电能。
该种燃料电池技术较为新颖，具有较高的能量密度、稳定性和耐久性等优点。
但是，氢气气体燃料电池在储存和运输方面仍存在较大的难点，并且运作时排放的二氧化碳较多。
除了根据燃料类型划分外，燃料电池还可以根据电解质种类来划分。
这类燃料电池主要包括聚合物电解质燃料电池、碳酸盐燃料电池、固体氧化物燃料电池和磷酸燃料电池等。
聚合物电解质燃料电池是目前最为成熟、应用最广泛的燃料电池之一，其电化学反应速率快、能量转换效率高、化学反应产物无污染等优点得到了广泛认可。
高二常见的燃料电池知识点燃料电池是一种利用氢气（或其他可燃气体）和氧气反应产生电能的装置。
随着环境污染和能源危机的加剧，燃料电池作为一种清洁、高效的能源转换技术，受到了越来越多的关注。
本文将介绍高二学生常见的燃料电池知识点。
一、燃料电池的原理燃料电池通过氧化还原反应将燃料气体中的氢原子从电子中解离出来，进而产生电能和水。
其中，氢气在阴极（负极）催化剂的作用下，将电子电荷释放出来，形成氢离子，并通过电解质传递到阳极（正极）。
而氧气在阳极催化剂的作用下，吸收电子，并与氢离子结合形成水。
这种氧化还原反应产生的电子流经外部电路产生电流，从而驱动电子设备工作。
二、燃料电池的种类1. PEMFC（Proton Exchange Membrane Fuel Cell，质子交换膜燃料电池）：使用质子交换膜作为电解质，主要应用于汽车等移动电源领域。
2. SOFC（Solid Oxide Fuel Cell，固体氧化物燃料电池）：使用固态电解质，可以利用多种燃料，适用于工业领域。
3. DMFC（Direct Methanol Fuel Cell，直接甲醇燃料电池）：使用甲醇直接作为燃料，广泛应用于便携式电子设备。
三、燃料电池的优点和应用1. 高效清洁：燃料电池的能量转换效率高达60%-70%，不产生二氧化碳等有害气体，对环境友好。
2. 灵活性强：燃料电池可以使用多种燃料，如氢气、甲醇等，为能源的多样化提供了可能。
3. 应用广泛：燃料电池可以用于汽车、船舶、飞机等交通工具，也可以作为家庭和工业的备用电源。
四、燃料电池的挑战和发展1. 储氢问题：氢气的储存是燃料电池面临的主要挑战之一，目前尚未找到经济、高效的储氢方法。
2. 催化剂成本高：燃料电池中的催化剂通常采用贵金属，如铂，造成成本较高。
3. 市场推广：燃料电池技术虽然已有长足的进展，但在商业化方面仍面临一些困难，需要政府和企业的支持。
五、燃料电池的未来发展趋势1. 催化剂研究：寻找替代贵金属催化剂，开发更经济、高效的催化剂材料，降低成本。
燃料電池專題Special Topic in Fuel Cell第三章了解PEMFC系統相關操作參數實驗報告教師:詹世弘學生:孫慶學號:s10152321.實驗目的(1)探討氣體流量改變對燃料電池的影響(和第二章實驗相同不重複做)(2)探討氣體壓力(背壓)改變對燃料電池的影響(因為機台背壓裝置壞了,無法調整背壓,故無法有可供討論數據)(3)探討電池工作溫度改變對燃料電池的影響(4)探討固定電壓(CV)及固定電流(CC)兩種模式2.實驗原理,裝置與方法(1)氣體流量有關氣體流量的操作參數有2個－「StoichiometricRatio(化學當量比)」與「Zero-Load Flow Rate (or MinimumFlow Rate 零負載流量) 」。
「Stoichiometric Ratio」為燃料電池放電量(電流)與所需燃料量(氣體流量)的權重比，「Zero-Load Flow Rate」為操作燃料電池所需的基本流量值(包括負載切斷時)，此值會隨著燃料電池的設計而改變。
(2)氣體壓力操作方式是在氫氣與空氣的管路出口處加裝一調整閥，調整管路出口的口徑，讓管路內累積壓力，稱之為「背壓」。
(3)電池工作溫度由於PEMFC 質子交換膜之導質子性能與操作溫度、濕度有重要關聯。
在適當的溫度範圍內(25~65℃)，溫度、濕度提高可促進質子傳導。
(4)放電模式與截止電壓通常燃料電池放電模式可採固定電壓(CV)、固定電流(CC)、固定功率(CP)和固定電阻(CR)4 種，通常固定電壓(CV)和固定電流(CC)是較常用的模式。
截止電壓(Shutoff Voltage)為保護燃料電池不在過低電壓操作，否則易產生不可逆反應而降低活性面積。
3.實驗步驟進入參數設定畫面後設定參數分別為執行「Setting Finish 」後切換至「Life Test 」即可開始 電池工作溫度,CC,CV 等實驗4. 數據紀錄與分析 (1) 電池溫度(0.7V)34.734.834.935.035.135.235.335.435.5t e m p _CTime_min電池溫度(0.5V)34.535.035.536.036.537.037.5t em p _CTime_min電池溫度(0.3V)Time_min(2) 電池溫度(0.7V,0.5V,0.3V)t e m p _CTime_min5. 問題與討論當量越大是否越好，在一般情況下合適的當量值為何？ Ans:當量越大代表使用率越低,並不代表越好,合適的當量值則需要經過實際操作測試後依據實際流量做換算才可以得知 6. 心得與結論經由很簡單的實驗就可以讓我們了解到當量的應用及實際流量值和理論流量值的差別,對於燃料電池的應用需要拉近實際與理論流量值才能夠提高燃料的使用率,進而降低成本,達到普及的目的在本次實驗中,我參與了機台操作及設定等等工作,並學習到操作經驗以及對機台的基本認識。
专题三燃料电池1．在金属Pt、Cu和铱（Ir）的催化作用下，密闭容器中的H2可高效转化酸性溶液中的硝态氮（NO3−）以达到消除污染的目的。
其工作原理的示意图如下：下列说法不正确．．．的是A. Ir的表面发生反应：H2 + N2O == N2 + H2OB. 导电基体上的负极反应：H2－2e− == 2H+C. 若导电基体上只有单原子铜，也能消除含氮污染物D. 若导电基体上的Pt颗粒增多，不利于降低溶液中的含氮量2．微生物燃料电池( MPC)处理技术是通过微生物的作用去除污染物，该技术可广泛应用于去除土壤中有机污染物。
一种土壤微生物燃料电池的纵截面如图所示，下列说法不正确的是A. 电流从活性炭电极经工作站流向碳纤维布电极B. 有机污染物在电池负极上氧化为对环境无害的物质C. 活性炭能有效吸附空气，提高电池的工作效率D. 该电池的正极反应式为O2+4e -↓+2H2O==4OH-3．某新型电池，以NaBH4（B的化合价为+3价）和H2O2作原料，负极材料采用Pt，正极材料采用MnO2（既作电极材料又对该极的电极反应具有催化作用），该电池可用作卫星、深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示。
下列说法不正确．．．的是A. 每消耗3mol H2O2，转移6mol e﹣B. 电池工作时Na+从b极区移向a极区C. a极上的电极反应式为：BH4﹣+8OH﹣﹣8e﹣═BO2﹣+6H2OD. b极材料是MnO2，该电池总反应方程式：NaBH4 + 4H2O2===NaBO2 + 6H2O4．新型液氨燃料电池示意图如图，下列有关说法不正确的是A. 该装置将化学能转化为电能B. 氨气在电极1上发生氧化反应C. 电子由电极2经负栽流向电极1D. 电极2的反应式为：O2+4e-+2H2O＝4OH-5．NO2是大气的主要污染物之一，某研究小组设计如图所示的装置对NO2进行回收利用,装置中a、b均为多孔石墨电极。
下列说法不正确的是A. a为电池的负极，发生氧化反应B. 一段时间后，b极附近HNO3浓度减小C. 电池总反应为4NO2+O2+2H2O4HNO3D. 电子流向:a电极→用电器→b电极→溶液→a电极6．第三代混合动力车目前一般使用镍氢电池(M表示储氢合金；汽车在刹车或下坡时，电池处于充电状态)。
专题22 实践活动5 制作简单的燃料电池（教材深度精讲）【核心素养分析】1.化观念与平衡思想：理解燃料电池的工作原理。
2.证据推理与模型认知：依据燃料电池的原理，建立燃料电池模型，学会设计和制作氢氧燃料电池。
3.科学态度与社会责任：了解燃料电池的实践意义。
【知识导图】【目标导航】1.知道燃料电池的工作原理。
2.能说出化学能转化为电能的意义。
3.能利用燃烧反应设计燃料电池。
【重难点精讲】一、知识必备1.燃料电池（1）定义：燃料电池是一种与其他化学电源不同的特殊电源,其特殊之处就是燃料和氧化剂不是储存在电池内部,而是由外部连续供给到电极上进行反应,生成物不断地被排出,可连续不断地提供电能。
燃料电池将化学能转化为电能的效率很高,可达80%以上。
（2）分类：根据电解质的不同,燃料电池又可进一步分为酸性燃料电池、碱性燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池等。
①氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池，可分为酸性和碱性两种。
②甲烷燃料电池a.酸性介质(如H2SO4)或传导质子（H＋）固体介质总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
负极反应式：CH4－8e－＋2H2O===CO2＋8H＋。
正极反应式：2O2＋8e－＋8H＋===4H2O。
b.碱性介质(如KOH)总反应式：CH4＋2O2＋2OH－===CO2－3＋3H2O。
负极反应式：CH4－8e－＋10OH－===CO2－3＋7H2O。
正极反应式：2O2＋8e－＋4H2O===8OH－。
c.熔融盐介质(如K2CO3)总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
负极反应式：CH4－8e－＋4CO32===5CO2＋2H2O。
正极反应式：2O2＋8e－＋4CO2===4CO32。
d.用能传导氧离子(O2)的固体作介质总反应式：CH4＋2O2===CO2＋2H2O。
负极反应式：CH4－8e－＋4O2===CO2＋2H2O。
正极反应式：2O2＋8e－===4O2。
资料来源：Wind，东莞证券研究所目录1. 燃料电池汽车是新能源汽车的重要方向之一 (4)1.1燃料电池汽车产业链 (4)1.2燃料电池发动机工作原理 (5)1.3燃料电池主要技术特点 (6)2. 发展氢能已成全球共识 (8)2.1交通运输用燃料电池需求显著增长 (8)2.2全球燃料电池汽车保有量突破3万 (8)3. 我国燃料电池汽车产业酝酿新一轮发展 (11)3.1产业尚处商业化初期 (11)3.2氢能产业链发展提速 (12)3.3国家政策积极扶持 (15)4. 核心技术自主突破，逐渐夯实国产化基础 (17)4.1关键指标追赶国际先进水平 (17)4.2规模化生产将有效降低成本 (18)5. 国内外燃料电池领先企业比较 (19)6. 投资建议 (23)7. 风险提示 (23)插图目录图1：燃料电池发动机系统结构 (4)图2：燃料电池发动机成本构成 (4)图3：燃料电池电堆成本构成 (4)图4：燃料电池电堆内部结构示意图 (5)图5：燃料电池简要工作原理 (6)图6：全球燃料电池不同应用领域装机量（MW） (8)图7：2020年各国氢燃料电池汽车销量 (9)图8：截至2020年底各国氢燃料电池汽车保有量 (9)图9：2020年丰田Mirai海内外市场占比 (10)图10：2020年现代Nexo海内外市场占比 (10)图11：截至2020年底各国建成加氢站数量 (10)图12：截至2020年底各国车站比 (11)图13：我国燃料电池汽车销量 (12)图14：车用氢能产业链 (12)图15：截至2021年3月末我国加氢站情况 (14)图16：截至2021年3月末我国加氢站分布情况 (15)图17：燃料电池发动机及电堆成本受规模效应影响 (19)图18：Ballard全球业务地区分布 (20)图19：Ballard近三年营收及增速 (21)图20：Ballard近三年净利润及增速 (21)图21：亿华通业务构成 (21)图22：亿华通近三年营收及增速 (22)图23：亿华通近三年净利润及增速 (22)图24：毛利率对比 (22)图25：净利率对比 (22)图26：ROE（摊薄）对比 (23)表格目录表1：燃料电池汽车与纯电动汽车和燃油车的对比 (6)表2：地方氢能发展规划及补贴政策 (12)表3：氢燃料电池汽车示范城市群 (15)表4：我国氢能和燃料电池产业发展政策 (16)表5：我国燃料电池汽车产业规划 (17)表6：国内企业布局燃料电池领域情况 (17)表7：国内外领先燃料电池生产商发动机系统同类产品关键指标对比 (18)1.燃料电池汽车是新能源汽车的重要方向之一1.1燃料电池汽车产业链燃料电池汽车产业链上游为膜电极、双极板、各类管阀件与传感器、车载高压储氢瓶等发动机零部件生产制造行业，产业链中游为燃料电池发动机系统及电堆集成行业，产业链下游为燃料电池整车制造行业。
燃料电池技术的原理及应用随着人们对环境保护意识的逐渐加强和对可再生能源需求的不断增加，燃料电池技术逐渐成为人们关注的热门话题。
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的设备，是一种重要的可再生能源，具有无污染、高效率、低噪音和可持续性等优点。
本文将从燃料电池技术的原理、种类、应用及前景等方面进行介绍。
一、燃料电池技术的原理燃料电池技术基于化学反应，通过将燃料与氧气反应产生电流来产生电能。
燃料电池由正负电极和电解质组成，燃料在电极上发生氧化还原反应，并通过电解质隔离传递电子到另一个电极上，产生电流。
燃料电池的主要原理是将氢气或其他燃料与带有催化剂的氧气在正电极上反应，形成水和电子。
这些电子在电路中流动，从而提供电力。
二、燃料电池技术的种类1.质子交换膜燃料电池质子交换膜燃料电池（PEMFC）是一种用于移动设备、家庭电力和汽车的最常见的燃料电池。
PEMFC利用质子导体（质子交换膜）在正极和负极之间传递质子，并使用催化剂催化氢在正极和氧气在负极反应，产生电能。
2.固体氧化物燃料电池固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种新型的高温燃料电池，其工作温度高达800-1000℃。
该燃料电池采用催化剂作为电极，利用固体氧化物作为电解质，化学反应产生电流。
SOFC的优点在于能够发电并同时用于产生热能，可以实现高效利用燃料。
3.碳酸盐燃料电池碳酸盐燃料电池（MCFC）采用碳酸盐液体作为电解质，能够直接利用天然气、生物气和煤炭等不纯度高的燃料。
MCFC可以在较低的温度下产生高效电能，并且可以回收二氧化碳，减少大气中的温室气体。
三、燃料电池技术的应用1.交通运输业燃料电池在交通运输领域中具有广泛的应用前景。
目前，燃料电池汽车已经成为汽车行业中的热门话题。
燃料电池汽车具有零污染、高效、节能的特点，可以有效降低空气污染和能源浪费的问题。
2.家庭电力和能源储存燃料电池家庭电力和能源储存系统是一种新型的智能化电力系统，可用于家庭能源需求。
燃料电池知识点总结一、燃料电池的基本知识1.1 燃料电池的定义燃料电池是一种通过将氢气或含氢化合物燃料与氧气在催化剂的作用下进行氧化还原反应，将化学能直接转化为电能的电化学能源装置。
1.2 燃料电池的组成燃料电池主要由阳极、阴极、电解质和电极反应催化剂组成。
其中阳极和阴极之间是电解质层，阳极和阴极外部分别连接电流导体并提供气体进出。
1.3 燃料电池的优点燃料电池具有高效能、零排放、低噪音、易于储存和传输等优点，是一种理想的清洁能源技术。
1.4 燃料电池的缺点目前燃料电池技术还存在成本较高、储氢问题、催化剂稀有等问题，限制了其在大规模应用中的推广。
二、燃料电池的类型2.1 氢氧燃料电池氢氧燃料电池是利用氢气和氧气通过电化学反应产生电能的电池。
它的主要类型包括碱性燃料电池（AFC）、聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）和磷酸燃料电池（PAFC）等。
2.2 甲醇燃料电池甲醇燃料电池是将甲醇作为燃料，通过对甲醇进行氧化还原反应来产生电能。
它的主要类型包括直接甲醇燃料电池（DMFC）和高温甲醇燃料电池（HTMFC）等。
2.3 碳氢燃料电池碳氢燃料电池是将石油、天然气、生物质等碳氢化合物作为燃料，通过电化学反应来产生电能。
它的主要类型包括燃料电池烷烃燃料电池（PAFC）、燃料电池烃烃燃料电池（PEMFC）和燃料电池液化石油气燃料电池（LPGFC）等。
三、燃料电池的工作原理3.1 燃料电池的工作原理燃料电池是一种通过氢气或含氢化合物作为燃料，在阳极发生氧化反应产生电子，电子通过外部电路产生电流，然后在阴极与氧气反应释放出电子和水的电化学装置。
3.2 燃料电池的电化学反应燃料电池的电化学反应包括阳极反应和阴极反应。
阳极反应是氢气通过催化剂发生氧化反应生成正极电子和质子；阴极反应是氧气与质子和正极电子在催化剂的作用下发生还原反应生成水。
3.3 燃料电池的工作过程燃料电池的工作过程包括氢气或含氢化合物燃料在阳极发生氧化反应产生正极电子和质子，正极电子通过外部电路产生电流。
燃料电池高一相关知识点燃料电池是一种能将氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气反应产生电能的装置。
燃料电池具有高效、环保、静音等特点，被广泛应用于电动汽车、无人机和家用电力系统等领域。
在高中化学学科中，燃料电池也是一个重要的知识点。
本文将介绍燃料电池的原理、分类以及应用等相关知识。
一、燃料电池的原理燃料电池的基本原理是利用电化学反应转化化学能为电能。
其中最常见的燃料电池是氢气燃料电池，反应方程式如下：2H2 + O2 → 2H2O该反应产生的电子通过外部电路流动，从而产生电能。
同时，氢气和氧气在燃料电池中通过电解质层交流，氢气被氧化为氧化剂（如氧气中的O2-），氧气被还原为还原剂（如氢气中的H+）。
二、燃料电池的分类燃料电池可以根据不同的电解质材料、工作温度和燃料类型进行分类。
1.根据电解质材料的不同，燃料电池可以分为以下几类：(1)质子交换膜燃料电池（PEMFC）：采用固体高分子质子交换膜作为电解质。
(2)碱性燃料电池（AFC）：采用碱性电解质溶液作为电解质。
(3)磷酸燃料电池（PAFC）：采用磷酸溶液作为电解质。
(4)固体氧化物燃料电池（SOFC）：采用固体氧化物作为电解质。
2.根据工作温度的不同，燃料电池可以分为以下几类：(1)低温燃料电池（LTFC）：工作温度在100℃以下。
(2)中温燃料电池（MTFC）：工作温度在100℃-300℃之间。
(3)高温燃料电池（HTFC）：工作温度在500℃以上。
3.根据燃料类型的不同，燃料电池可以分为以下几类：(1)氢气燃料电池（HFC）：以氢气为燃料。
(2)甲醇燃料电池（MFC）：以甲醇为燃料。
(3)乙醇燃料电池（EFC）：以乙醇为燃料。
(4)天然气燃料电池（NGFC）：以天然气为燃料。
三、燃料电池的应用目前，燃料电池在多个领域得到广泛应用。
1.交通工具：燃料电池被用于电动汽车以及无人机等交通工具中，取代传统的燃油发动机，以实现零排放和低噪音运行。
2.家用电力系统：燃料电池被应用于家庭能源系统中，可以为家庭供应电力和热能，提供清洁而稳定的能源。
燃料电池专题1．氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上，其反应原理示意图如右图。
下列有关氢氧燃料电池的说法正确的是A．该电池工作时电能转化为化学能B．该电池中电极a是正极C．外电路中电子由电极b通过导线流向电极aD．该电池的总反应：2H2+O2＝2H2O2．下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是A．a电极是负极B．b电极的电极反应为：4OH－— 4e－= 2H2O + O2↑C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置3．据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车将在北京奥运会期间为运动员提供腺务。
某种氢氧燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的叙述不正确的是A．正极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－B．工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变C．该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2OD．用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状况)时，有0.1 mol电子转移4．氢氧燃料电池用于航天飞船，电极反应产生的水经冷凝后可作为航天员的饮用水，其电极反应如下：负极：2H2+4OH—－4e—4H2O 正极：O2+2H2O+4e—4OH—当得到1.8L饮用水时，电池内转移的电子数约为A．1.8mol B．3.6mol C．100mol D．200mol5．航天技术使用氢氧电池具有高能、轻便，不污染优点，氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应式均可表示为：2H2＋O2= 2H2O，酸式氢燃料电池的电解质是酸、其负极反应为：2H2－4e－= 4H＋，则正极反应为；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为：O2＋2H2O＋4e－= 4OH－，则负极反应为：。
6．美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型电源，其构造如图所示：a、b 两个电极均由多孔的碳块组成，通人的氢气和氧气由孔隙中逸出，并在电极表面发生电极反应而放电。
(1)该燃料电池发生的总的化学方程式是：，其电极分别为a是极，b是极(填正或负)，其电极反应分别是：a极：b极：(2)氢氧燃料电池能量转换率高，无污染，最终产物只有水，阿波罗宇宙飞船上的宇航员的生活用水均由燃料电池提供，已知燃料电池发一度电生成396g水，其热化学方程式是2H2(g)+O2(g) ===2H2O（l)+572kJ，则发出一度电时，产生能量kJ，此燃料电池的能量转换率是。
(3)燃料电池的输出电压为1．2V，要使标有1．2V、1．5W的小灯泡连续发光1小时，则共消耗H2的物质的量为mo1．7．氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。
下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，附气体的能力强，性质稳定，请回答：（1）氢氧燃料电池的能量转化主要形式是，在导线中电子流动方向为（用a、b表示）。
（2）负极反应式为。
（3）电极表面镀铂粉的原因为（4）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。
因此，大量安全储氢是关键技术之一金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：Ⅰ．2Li+H22LIHⅡ．LiH+H2O==LiOH+H2↑①反应Ⅰ中的还原剂是，反应Ⅱ中的氧化剂是。
②已知LiH固体密度为 0.82g/cm3。
用锂吸收 224L（标准状况）H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为。
③由②生成的LiH与H2O作用放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80％，则导线中通过电子的物质的量为。
8．新型的乙醇电池结构如图所示，它用碘酸类质子溶剂，在200℃左右时供电，其效率比甲醇电池高出32倍，且更安全。
已知电池总反应式为C2H5OH+3O2＝2CO2+3H2O。
下列说法不正确的是A．a极为电池的负极，该电极发生氧化反应B．电池工作时电流由b极沿导线经灯泡到a极C．电池正极的电极反应式为O2+2H2O+4e-＝4OHD．电池工作时，1mol乙醇被氧化转移12mol电子9．如图是2004年批量生产的笔记本电脑所用的甲醇燃料电池的结构示意图。
甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子。
电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应。
电池总反应式为：(多选)2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O。
下列说法中正确的是A．右边的电极为电池的负极，b处通入的是空气B．左边的电极为电池的负极，a处通入的是甲醇C．电池负极的反应式为：CH3OH+H2O－6e－=CO2+6H+D．电池的正极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－10．甲醇燃料电池（DMFC）可用于笔记本电脑、汽车等，它一极通入甲醇；电解质是质子交换膜，它能传导氢离子。
电池工作时，甲醇被氧化为二氧化碳和水，氧气在电极上的反应是：O2+4H++4e－=2H2O。
下列叙述中，不正确的是（多选）A．电池的总反应是：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2OB．负极的反应为：CH3OH+H2O-6e－=CO2↑+6H+C．负极的反应为：O2+4H++4e—=2H2OD．电池工作时，H+由正极移向负极11．最新研制的一种由甲醇和氧气以及强碱作电解质溶液的新型手机电池。
下列有关此电池的叙述错误的是A、正极电极反应：O2+2H2O+4e—= 4OH—B、负极电极反应：CH3OH+8OH—－6e—=CO32－+6H2OC、电池在使用过程中电解质溶液的pH升高D、当外电路通过0.6 mol电子时，理论上消耗甲醇3.2 g12．查处酒后驾驶采用的“便携式乙醇测量仪”以燃料电池为工作原理，在酸性环境中,理论上乙醇可以被完全氧化为CO2，但实际乙醇被氧化为X，其中一个电极的反应式为：CH3CH2OH－2e-→X+2H+。
下列说法中正确的是A．电池内部H+由正极向负极移动B．另一极的电极反应式为：O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-C．乙醇在正极发生反应，电子经过外电路流向负极D．电池总反应为：2CH3CH2OH+O2→2CH3CHO+2H2O13．直接甲醇燃料电池（DNFC）被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。
（1）101 kPa时，1 mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ/mol，则甲醇燃烧的热化学方程式为。
（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是：①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H1=+49.0 kJ·mol-1②CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+2H2(g) △H2已知H2(g)+O2(g)===H2O(g) △H =-241.8 kJ·mol-1则反应②的△H2= kJ·mol-1。
（3）甲醇燃料电池的结构示意图如右。
甲醇进入极（填“正”或“负”），正极发生的电极反应为。
14．据报道，最近摩托罗拉（MOTOROLA）公司研发了一种由甲醇和氧气以及强碱做电解质溶液的新型手机电池，电量是现用镍氢电池和锂电池的10倍，可连续使用1个月充电一次。
假定放电过程中，甲醇完全氧化产生的CO2被充分吸收生成CO32－（1）该电池反应的总离子方程式为____________________________________________。
（2）甲醇在____极发生反应（填正或负），电池在放电过程中溶液的pH将____（填降低或上升、不变）；若有16克甲醇蒸气被完全氧化,产生的电能电解足量的CuSO4溶液，（假设整个过程中能量利用率为80％），则将产生标准状况下的O2________升。
（3）最近，又有科学家制造出一种固体电解质的燃料电池，其效率更高。
一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气。
其中固体电解质是掺杂了Y2O3（Y：钇）的ZrO2（Zr：锆）固体，它在高温下能传导O2－离子（其中氧化反应发生完全）。
以丁烷（C4H10）代表汽油。
①电池的正极反应式为____________________________________________。
②放电时固体电解质里的O2－离子的移动方向是向____________极移动（填正或负）。
15．某固体酸燃料电池以CaHSO4固体为电解质传递H+，其基本结构见下图，电池总反应可表示为：2H2+ O2== 2H2O，下列有关说法正确的是A．电子通过外电路从b极流向a极B．b极上的电极反应式为：O2+2H2O + 4e－== 4OH－C．每转移0.1mol电子，消耗1.12L的H2D．H+由a极通过固体酸电解质传递到b极16．熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视。
用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，可制得在650℃下工作的燃料电池。
已知该电池总反应为：2CO+O2＝2CO2。
则下列说法中正确的是A．通CO的一极是电池的正极B．正极反应式为：2CO+2CO32－→4CO2+4e－C．负极反应式为：O2+2CO2+4e－→2CO32－D．该电池工作过程中需不断补充CO和O2，CO2可循环利用17．不久前，美国一个海军航空站安装了一台250kW的MCFC型燃料电池，该电池可同时供应电和水蒸气，其工作温度为600℃～700℃，所用燃料为H2，电解质为熔解的K2CO3，已知该电池的总反应为：2H2+O2===2H2O，负极反应为：H2+CO32――2e－==H2O+CO2，则下列推断中正确的是A.正极反应为4OH－==O2+2H2O+4e－B.该电池的电极没有参加反应C.电池供应1mol水蒸气，转移的电子数4molD.O2从正极通入，发生氧化反应18．一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（Z r O2）晶体，在熔融状态下能传导O2－。
下列对该燃料说法正确的是（多选）A、在熔融电解质中，O2－由负极移向正极B、电池的总反应是：2C4H10+ 13O2→8CO2+ 10H2OC、通入空气的一极是正极，电极反应为：O2+ 4e－= 2O2－D、通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+ 26e－+ 13O2= 4CO2+ 5H2O19．熔融盐燃料电池因具有高效率而受重视。
可用Li2CO3和Na2CO3熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气作为阴极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。
完成有关的电池反应式。
阳极反应式：2CO＋2CO32－＝4CO2＋4e－阴极反应式：___________________________________。
20．一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率而倍受重视。
现有用Li2CO3和K2CO3的熔融盐作电解质，工作温度为，700℃的燃料电池，一极通CH4气体，另一极通空气和CO2的混合气体，其电池总反应是CH4+2O2＝CO2+2H2O。
