最近几十年来，由于金融危机、能源危机、人类对于全球变暖意识的提高等等的因素，所以在全球范围内新能源的研发被得到重视。各个国家对于的新能源的投入也大幅度的增加，新能源的种类和产量也得到的提升[1]。

1。2 氢能简介

新能源的发展核心是可再生能源，为了可以很好的解决经济、能源的短缺和环境污染之间矛盾的加剧，发展高效、清洁、可持续发展的可再生能源的技术是当务之急。目前，氢能源被认为是可代替石油的能源之一。氢能是可以通过一些方法从其他的能源中制取的，氢能被广泛的认为是清洁能源[2]。

氢能就是指氢气和氧气反应时产生的能量，氢能是可再生的能源。在工业上，生产氢的方法有很多，比较常见的有电解法、烃类裂解法、烃类蒸汽转化法、炼厂气等。氢能具有的优势诸多，如：

（1）安全环保：氢气泄漏到空气中会自动消散，不会聚集在一起，不会有易燃易爆的危险。氢气也是很安全的气体，它是没有毒的，吸入体内不会让人中毒。氢气发生燃烧，其产物仅仅就只有水，并不会对环境造成污染。论文网

（2）高温高能：燃烧氢气时，火焰可以高达2800，比其他常规的气体和液体都要高。

（3）热能集中：燃烧的火焰热损失少，并且利用率高。

（4）循环再生：氢能是来源于水的，燃烧之后又变回水。

（5）催化特性：可以提升反应的速度，促进反应的完全，有着节能减排的功效。

（6）来源广泛：氢气可以通过电解水来制取。

（7）即产即用：通过先进的控制设备，需要时就可以供气，不需要提前制取，储存氢气。

（8）适用范围广：需要燃烧的地方基本都可以使用氢气[3]。

1。3 燃料电池简介

燃料电池是一种可以把燃料中的化学能转化为电能的一种装置，燃料电池比其它的一些新型发电装置效率更高、污染小、重量轻等优势，所以可以做成方便携带的电子产品中的小电池，也可以用在小型集中供电和分散式供电的系统中。

一、燃料电池的原理

燃料电池可以被认为是一个“小型加工厂”，我们把燃料输送进去，通过这个装置便可以有电的产生，如图1-1所示的是一个燃料电池的简易装置[4]。它和传统发电装置的区别之处在于燃料电池的燃料并不会消耗掉，所以燃料电池的作用就是把燃料之中的化学能转换成为电能。在燃料电池中，只会发生化学反应，所以是没有燃烧反应发生的，因此燃料电池能量交换的效率并不会因此受到卡诺循环的限制。

燃料电池的工作方式和其他传统电池的工作方式也是不同的。燃料电池的氧化物和燃料是装在燃料电池外面的罐子中的；燃料电池需要不断的氧化物和燃料才可以运转，所以燃料电池的效率取决于罐子的存储量。

燃料电池中氢气的反应可以被分成2个化学反应式（1-1）和（1-2）：

把这两个反应发生的地点通过电解质分成两个部分，两个反应分开进行，燃料反应得到的电子，会在上面两个反应还未完全进行完通过导线流出（形成电流）并向外面做功。

图1-1一个简单的燃料电池

二、燃料电池的分类

燃料电池发展至今，可以根据不同电解质的材料、使用的环境温度、抗毒性等，有许多种不同的分类，每种分类都是根据燃料电池不同特性进行区分的，常见的是按照电解质材料进行分类，它的5个分类和一些特性的比较如表1-1所示[5]。

表1-1 燃料电池主要性能参数的比较

电池类型