通常，氧化剂的流量是质子交换膜燃料电池发生反应所需化学计量流量的2 倍。由于质子交换膜燃料电池的最佳工作温度约为80 ℃，并且反应产物均以液态形式存在，易于收集，因而其水管理系统相对较为简单。在多数质子交换膜燃料电池系统中，反应产物水被用于系统的冷却和部分用来加湿燃料气和氧化剂。控制系统从图6-2-4 可知，质子交换膜燃料电池系统由众多子系统组成，每个子系统既独立，又相互联系。......
2023-08-20
质子交换膜燃料电池工作原理全解析|新能源汽车概论
【摘要】：质子交换膜燃料电池基本工作原理相当于电解水反应的逆过程，聚合物电解质交换膜夹在两个电极之间，交换膜只允许氢质子发生迁移作用而不对电子提供流动的通道。氢离子以水合质子H+的形式，在质子交换膜中从一个硫横基转移到另一个硫横基，最后到达阴极，实现质子的传递。图6-2-3质子交换膜燃料电池工作原理为了使该反应能持续进行下去，阳极产生的电子必须通过外部电路流向阴极，而质子在电迁移作用下通过质子交换膜。
质子交换膜燃料电池基本工作原理相当于电解水反应的逆过程，聚合物电解质交换膜夹在两个电极（阳极和阴极）之间，交换膜只允许氢质子发生迁移作用而不对电子提供流动的通道。随着电化学反应的持续进行，电子在交换膜两侧迅速生成浓度差，这些电子通过连接两个电极的闭合回路从阳极流向阴极，形成持续的电流。
在阳极催化剂的作用下，氢气解析为氢离子和电子。氢离子以水合质子H+的形式，在质子交换膜中从一个硫横基转移到另一个硫横基，最后到达阴极，实现质子的传递。反应式为：
质子交换膜只允许离子H+穿过，而电子被外部电路的负载所收集，形成可以使用的电流来做有效功，最后再到达阴极与扩散通过交换膜的氧离子和氧气结合起来，形成产物水。反应式为：
总的电池反应式为：
反应产物水要清除掉，以防止电池“水淹现象”影响正常工作。此外，未使用的氢气和氧气都分别通过电池的阳极和阴极出口排放出去，如图6-2-3 所示。
图6-2-3 质子交换膜燃料电池工作原理
为了使该反应能持续进行下去，阳极产生的电子必须通过外部电路流向阴极，而质子在电迁移作用下通过质子交换膜。单个燃料电池反应大约产生0.7 V 的输出电压。在实际应用中，需要把多个燃料电池串联起来，组成一个燃料电池堆，彼此电压因串联相加可以得到所需的电压。
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2023-06-22
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2023-08-20
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2023-08-20
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