Page 49 - 电气控制技术与管理

第一章 电气工程

图 1-8 常导磁悬浮列车系统结构

五、燃料电池技术

电解水后，可以形成氢和氧，而相反的反应是氢和氧化生成水。燃料电池是

一种利用水电解及其转化为发电的装置。氢气由天然气、石油、甲醇、煤和其他
原材料制成，然后与空气中的氧气反应以获得必要的电力。
燃料电池主要由燃料电极、氧化电极和电解液组成。为了加速燃料电池的

电化学反应，催化剂是一种电催化剂。常规燃料包括氢气、甲醇、肼液氨、碳氢
化合物和天然气。例如，航空中使用的大多数燃料电池都使用氢或肼作为燃料。
氧化剂通常为空气或纯氧，也可使用过氧化氢水溶液。用作燃料电极的电催化剂

包括过渡金属和贵金属，如铂、钯、指甲、镍等。银、金、汞和其他金属用作氧
电极的电催化剂。其工作原理是由氧电极、电催化剂和防水材料组成的燃料电极
形成上升和阴极。阳极和阴极由电解液（碱性或酸性溶液）隔开。燃料和氧化剂

（空气）通过两个电极连接。电催化涉及与电解质的氧化还原反应。电子在通过
电缆的放电反应中形成，并产生电流。因此，如果燃料和氧化剂不断添加到电池
室中，反应产物和电极废料及时排出，则燃料电池可以持续供应。

与一般的热能生产相比，燃料电池有许多优点：能量生产效率高于当前的
热能生产。它不仅可以发电，而且可以得到高质量的蒸汽加热。其总热输出可达
80%。运行可靠，无污染、无噪声；燃料电池可以安装在附近，这简化了传输设

备，减少了传输单元的功率损耗。在工厂里，可以准备数百千瓦的组件发电，然
后组装发电厂，燃料电池可以运输，发电厂的建设时间很短。可实现体积小、重

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