原创 燃料电池技术原理简介

      传统电池功率密度小，能量补充必须使用交流电源，由于这两个方面的限制，无法满足手机、DC、DV和军事方面的需求。燃料电池（fuel cell）的功率密度可达100mW/cm²，是普通碱性电池的10倍，锂电池的2倍。此外，燃料电池还可以方便地补充燃料。由于存在这两个方面的优势，燃料电池已成为当今全球能源领域的一个研发和应用热点。

       目前，已经开发成功的燃料电池技术有多种，如碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、固态氧化次燃料电池、质子交换膜燃料电池和直接甲醇燃料电池等。其中，直接甲醇燃料电池（Direct Methanol Fuel Cell，DMFC）已经投入应用，技术已比较成熟。通过对DMFC的解剖，我们可以对燃料电池技术原理有一个大概的了解。

     DMFC有阴、阳两个电极，而两个电极间则为具有渗透性的薄膜所构成。其电解质为离子交换膜，薄膜的表面则涂有可以加速反应之触媒。甲醇溶液透过阳极进入燃料电池，氧气则由阴极进入燃料电池。经由触媒的作用使得甲醇所含的氢原子 裂解成质子和电子，其中质子被氧吸引到薄膜的另一边，电子则经由外电路形成电流后到达阴极，与氧形成水。

直接甲醇燃料电池工作原理

    DMFC反应方程式：

        阳极：CH₃OH + H₂O CO₂ + 6H+ + 6e-
        阴极：3/2O₂ + 6H+ + 6e 3 H₂O
       全反应：CH₃OH + 3/2O₂ CO₂ + 2 H₂O

   任何技术都有它的局限性，燃料电池也不例外。譬如，普通电池在工作和充电时几乎没有温升，而燃料电池在供电时，耗散的功率至少与它供给负载的功率相当。换句话说，DMFC把其内部化学反应释放的能量转换成电能的效率只有50%。当你在高密度封装的电子产品中使用燃料电池时，燃料电池在工作期间散发的热量将使已经很复杂的热设计问题更加复杂化。