请简述燃料电池的工作原理

燃料电池的工作原理是将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能。

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器，它是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。

由于燃料电池是通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高。另外，燃料电池用燃料和氧气作为原料，同时没有机械传动部件，故排放出的有害气体极少，使用寿命长。由此可见，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术。

基本介绍

燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。燃料电池理论上可在接近100%的热效率下运行，具有很高的经济性。目前实际运行的各种燃料电池，由于种种技术因素的限制，再考虑整个装置系统的耗能，总的转换效率多在45%～60%范围内，如考虑排热利用可达80%以上。

此外，燃料电池装置不含或含有很少的运动部件，工作可靠，较少需要维修，且比传统发电机组安静。另外等温的按电化学方式，直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程，不受卡诺循环限制，因而能量转化效率高，且反应清洁、完全，很少产生有害物质，正在成为理想的能源利用方式。

同时，随着燃料电池技术不断成熟，以及西气东输工程提供了充足天然气源，所有这一切都使得燃料电池被视作是一种很有发展前途的能源动力装置，燃料电池的商业化应用存在着广阔的发展前景。

原理及组成结构

燃料电池是一种能量转化装置，其组成与一般电池相同，它是按电化学原理，即原电池工作原理，等温的把贮存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，因而实际过程是氧化还原反应。以氢-氧燃料电池为例来说明燃料电池，氢-氧燃料电池反应原理这个反应是电解水的逆过程。电极应为：

负极：H2+2OH-→2H2O+2e-；正极：1/2O2+H2O+2e-→2OH-；电池反应：H2+1/2O2==H2O

燃料电池主要由三部分组成，即电极、电解质隔膜和外部电路（集电器）。