什么是等离子燃料电池？一文讲清

等离子燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cells，PEMFC）是一种非常有效、无污染的新型电源，它可以直接将燃料原料，如氢气，通过化学反应来产生电能。等离子燃料电池的最大优势在于燃料自身的低污染性和轻型，能够发挥其更广泛的应用在汽车、电动摩托车等移动电源中，是替代传统内燃机和内燃发电机的新兴电源之一。



1.等离子燃料电池的工作原理

等离子燃料电池也被称为“质子交换膜”，是一种基于阴阳极电极和质子交换膜(PEM)电解质技术设计的新型电池。PEM电解质功能是通过将氢离子向氧离子转化而释放热量和电能来实现的。PEM电池包括电解质，阴极催化剂和栅极三个主要部件。 PEM的两侧分别是阴阳极，阴极接入可用的氢气，即负性电极，阳极接入空气，即正性电极，PEM保持等离子状态，氢离子通过PEM从负性电极向正性电极传输，结合氧产生电能，并放出热量和水蒸气。

2.等离子燃料电池的特点

（1）热效率：等离子燃料电池是由PEM、阴极催化剂和栅极组成的，在高热效率特性上具有优势，可实现高达50%的效率；

（2）排放物：作为清洁的能源技术，等离子燃料电池的排放物只有水蒸气，省去了大多数臭氧层污染物的产生，是一种环境友好的技术；

（3）重量轻：等离子燃料电池有低重量和轻质特性，即使大型系统也只有传统发电机的1/4到1/5，更便于用户在特定环境下迁移，同时具有更高的能量密度；

（4）快速响应：等离子燃料电池天然具有快速响应负载需求的功能，只需要根据温度、压力和流量修改PEM的形状可以实现快速功率调节，极大提高生产效率。

3.等离子燃料电池的应用

在现今的科技革新性能源中，等离子燃料电池的发展已经受到众多范畴的追捧，等离子燃料电池的主要应用有移动电源，如汽车和电动摩托车、工业运输车，以及航空、船舶和通信系统等多个方面。

（1） 移动电源 ：汽车和电动摩托车可以利用等离子燃料电池来替代发动机，大大减少消耗的燃料以及二氧化碳排放。此外，等离子燃料电池的发电效率高于汽油发电机，因此可以提高汽车的燃耗效率，替代传统发动机，节约多余的燃料。

（2）工业运输车：等离子燃料电池也被用于电动工业运输车，它可以减轻货运重量，比燃油发电机更节能，可以节省燃料消耗，减少排放污染。

（3）航空、船舶和通信系统：船舶