燃料電池車的工作原理是什么

燃料電池車利用氫氣作燃料，在燃料電池里與大氣中氧氣反應(yīng)釋放電能啟動電機，驅(qū)動汽車前進。

具體來說，在陽極輸入氫氣，氫分子在陽極催化劑作用下離解成氫離子和電子，氫離子穿過電解質(zhì)層向陰極運動，電子通過外部電路流向陰極。在陰極輸入氧氣，氧原子和電子、氫離子結(jié)合生成水并放熱。只要持續(xù)輸入氫氣和氧氣，電化學(xué)反應(yīng)就持續(xù)，產(chǎn)生電流為汽車供電。

燃料電池車常用質(zhì)子交換膜燃料電池，因其具備高比能量、啟動快、低工作溫度和無泄露等特點。

氫作為燃料在燃料電池中與氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生電能帶動汽車電動機運作，電動機再帶動機械傳動結(jié)構(gòu)，進而帶動前橋或后橋等行走機械結(jié)構(gòu)，驅(qū)動汽車行駛。

氧氣從進氣格柵進入燃料電池內(nèi)，氫氣被輸送到負極并在催化劑作用下分離出離子和電子，電子沿外部電路流向正極，陽離子通過電解質(zhì)膜流向正極，正極中的氧氣與陽離子反應(yīng)生成水。

單個燃料電池需結(jié)合成燃料電池組，以獲得足夠動力滿足車輛使用要求。燃料電池堆由多個單元組成，每個單元包含兩個極板和一個電解質(zhì)膜，極板一般用鉑或其他貴金屬，電解質(zhì)膜是多種高分子聚合物聚集，有良好導(dǎo)電性和質(zhì)量穩(wěn)定性。

在單元內(nèi)部，氫氣在陽極加入，空氣里的氧氣和水蒸氣通過孔洞進入陰極。電化學(xué)反應(yīng)時，氫離子從陽極側(cè)移動到陰極側(cè)，在電解質(zhì)膜中進行反應(yīng)，水是唯一副產(chǎn)品。

燃料電池車通過這樣的工作原理，將燃料化學(xué)能高效轉(zhuǎn)化為電能，為車輛提供動力。其能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機要高 2～3 倍，且化學(xué)反應(yīng)過程不產(chǎn)生有害產(chǎn)物，是無污染汽車。在能源利用和環(huán)保方面優(yōu)勢明顯，未來有望廣泛應(yīng)用。

（圖/文/攝：太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng)）