氫氧燃料電池工作原理：將氫氣送到電池的陽極板，通過催化劑的作用，氫原子變成一個正電荷的氫離子和一個負電荷的電子，其中氫離子通過電解質到達陰極板，而電子不能通過電解質，而只能通過外部電路形成電流。電子到達陰極板后，與氧原子和氫離子重新結合為水。

氫(qing)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電池陰(yin)極(ji)板供(gong)(gong)給的氧可(ke)直接從空氣(qi)中(zhong)獲得，因此僅需(xu)不斷給陽(yang)極(ji)板供(gong)(gong)應(ying)氫(qing)氣(qi)并及時把水帶走(zou)，氫(qing)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電池就可(ke)以不斷提供(gong)(gong)電能。相對于其他能源，氫(qing)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電池的發電過(guo)程無污染，能量轉換效率更高，且(qie)其燃(ran)料(liao)(liao)(liao)氫(qing)氣(qi)來(lai)源廣泛，可(ke)再生。

氫氧燃料電池電極反應式：

正極：O₂+ 4e^–+4H⁺ = 2H₂0

負極：2H₂-4e^–+40H^– = 4H₂0

總反應：2H₂ + O₂ = 2H₂0

（一）氫燃料電池組成:

為維(wei)持電(dian)池的(de)正(zheng)常運轉，須(xu)持續供應氫和(he)(he)氧，及(ji)時排除反(fan)應產物（水）和(he)(he)廢熱。電(dian)池組(zu)由(you)以下(xia)四部分組(zu)成：

1、氫(qing)氧供(gong)給分(fen)系統(tong)：航(hang)天器攜帶的氫(qing)和氧采用超臨(lin)界液(ye)態貯存，可(ke)縮小貯罐(guan)體積，解(jie)決失重條件(jian)下氣、液(ye)態的分(fen)離(li)問題，但要求貯罐(guan)絕(jue)熱性能好、耐低溫、耐高(gao)壓（氧罐(guan)為6兆帕、氫(qing)罐(guan)為3~3.5兆帕）。

2、排(pai)(pai)水分系統(tong)：主要有(you)動態(tai)排(pai)(pai)水和(he)靜態(tai)排(pai)(pai)水兩種方式(shi)。前(qian)者把帶(dai)有(you)水蒸氣的氫氣循環輸送到冷(leng)(leng)卻(que)裝置，使水蒸氣冷(leng)(leng)凝成水進(jin)行分離；后(hou)者依靠多孔纖維(wei)編織(zhi)材(cai)料（如燈(deng)芯）將(jiang)冷(leng)(leng)凝后(hou)的水吸附(fu)出(chu)來，又(you)稱燈(deng)芯排(pai)(pai)水。電(dian)池組(zu)排(pai)(pai)出(chu)的水經凈(jing)化后(hou)可供(gong)航天員飲用或作(zuo)冷(leng)(leng)卻(que)劑(ji)。

3、排熱(re)分(fen)系統：電池(chi)(chi)組(zu)通過冷卻劑（如乙(yi)二醇(chun)水溶(rong)液循環(huan)，將廢熱(re)帶到輻射器向外排放，以(yi)維持(chi)電池(chi)(chi)組(zu)正常工作的溫度范圍。

④自(zi)動(dong)控(kong)制分系統：包括電池(chi)組(zu)工作壓(ya)(ya)力、溫(wen)度、排(pai)水(shui)與(yu)排(pai)氣、電壓(ya)(ya)、安全(quan)和冷卻(que)液循環等(deng)的(de)(de)控(kong)制與(yu)調(diao)節。所測量(liang)的(de)(de)參數(shu)傳送到航(hang)天員座艙的(de)(de)顯(xian)示器或由(you)遙(yao)測設備發回(hui)地面。當電池(chi)組(zu)出現(xian)故障時(shi)，自(zi)動(dong)切換到備份電池(chi)組(zu)供(gong)電。

（二）氫燃料電池的優點：

1、零污染

燃(ran)(ran)(ran)料電(dian)池(chi)屬于(yu)(yu)清潔能(neng)源的(de)(de)一(yi)部分，由于(yu)(yu)其反應(ying)(ying)過程就是無污染(ran)的(de)(de)水反應(ying)(ying)，反應(ying)(ying)過程不(bu)會產(chan)生污染(ran)物(wu)，其主要污染(ran)物(wu)來自于(yu)(yu)燃(ran)(ran)(ran)料，可能(neng)存在(zai)氮氧化物(wu)等污染(ran)。相對(dui)于(yu)(yu)普通火力發電(dian)的(de)(de)空氣污染(ran)以及傳統電(dian)池(chi)的(de)(de)重金(jin)屬污染(ran)而(er)言(yan)，燃(ran)(ran)(ran)料電(dian)池(chi)對(dui)環境的(de)(de)污染(ran)程度遠遠降低。而(er)氫(qing)(qing)(qing)燃(ran)(ran)(ran)料電(dian)池(chi)，其燃(ran)(ran)(ran)料為純凈無污染(ran)的(de)(de)氫(qing)(qing)(qing)氣，相對(dui)其他燃(ran)(ran)(ran)料而(er)言(yan)，廢(fei)氣中(zhong)也不(bu)存在(zai)污染(ran)物(wu)。可以說，氫(qing)(qing)(qing)燃(ran)(ran)(ran)料電(dian)池(chi)就是一(yi)個能(neng)真(zhen)正實現零污染(ran)的(de)(de)環保能(neng)源。

2、高效(xiao)(xiao)的能量(liang)轉換效(xiao)(xiao)率

燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)(dian)效率(lv)(lv)也(ye)處于(yu)較高(gao)水平(ping)。在(zai)(zai)各種發(fa)電(dian)(dian)(dian)方式中，傳統火力發(fa)電(dian)(dian)(dian)效率(lv)(lv)在(zai)(zai)30%左(zuo)右，遠低于(yu)燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)平(ping)均的(de)(de)(de)40%-60%效率(lv)(lv)。而在(zai)(zai)汽(qi)車領域的(de)(de)(de)應用中，燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)效率(lv)(lv)可達60%，也(ye)高(gao)于(yu)目前(qian)汽(qi)車普遍使(shi)用的(de)(de)(de)內(nei)燃機效率(lv)(lv)。總(zong)體而言，燃料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)能量轉換效率(lv)(lv)在(zai)(zai)其類(lei)似替代能源中都處于(yu)較高(gao)水平(ping)。

3、易于獲(huo)得燃(ran)料

氫(qing)是(shi)宇(yu)宙(zhou)中(zhong)最常見的元素，氫(qing)及其同位素占(zhan)到了太(tai)陽(yang)總質(zhi)量的84%，宇(yu)宙(zhou)質(zhi)量的75%都(dou)是(shi)氫(qing)。氫(qing)分子在地球(qiu)上不是(shi)以天然的氣(qi)體存(cun)在，大部(bu)分氫(qing)結(jie)合(he)氧存(cun)在水中(zhong)，可以說(shuo)水資源在一定程(cheng)度(du)上代表了氫(qing)能的儲存(cun)量。

4、動(dong)態響應性好、供電穩(wen)定

燃(ran)料電池發(fa)(fa)電系統對負載(zai)(zai)變(bian)動的影響速度(du)快，無論處于(yu)額定(ding)(ding)(ding)功率(lv)以上的過載(zai)(zai)運行或(huo)低于(yu)額定(ding)(ding)(ding)功率(lv)的低載(zai)(zai)運行，它(ta)都能承受，并且(qie)發(fa)(fa)電效(xiao)率(lv)波動不大，供電穩定(ding)(ding)(ding)性高(gao)。

5、發電(dian)環境(jing)友好(hao)

發電(dian)時(shi)不會排(pai)放(fang)塵埃，二氧化(hua)硫(liu)，氮(dan)氧化(hua)物和烴類等火力發電(dian)時(shi)會排(pai)放(fang)的污染(ran)物。并且氫氧電(dian)池按電(dian)化(hua)學原理工作，運動部件很(hen)(hen)少(shao)。因此工作時(shi)安靜，噪(zao)音很(hen)(hen)低(di)。

6、自動運行(xing)

氫氧燃料電(dian)池發(fa)電(dian)系統是全自動運行，機械運動部件很(hen)少(shao)，維護簡單，費用低，適合做(zuo)偏遠地區、環境惡劣以及特(te)殊場合（如空間(jian)站(zhan)和航(hang)天飛機）的電(dian)源。

7、采用模塊結構

氫氧燃(ran)料電池電站采用模(mo)塊結構，由工廠生產(chan)各種(zhong)模(mo)塊，在(zai)電站的現場集成，安裝(zhuang)，施(shi)工簡(jian)單，可靠性高，并(bing)且模(mo)塊容易更換(huan)，維修方便。

8、安(an)全性高

氫氣(qi)分子量為(wei)2，僅為(wei)空氣(qi)的1/14，因此，氫氣(qi)泄(xie)漏于空氣(qi)中會自動逃離(li)地(di)(di)面(mian)，不會形成聚(ju)集。而其他燃油(you)燃氣(qi)均會聚(ju)集地(di)(di)面(mian)而構成易燃易爆(bao)危險。