1。1。2 燃料电池的简介和分类

燃料电池是一种把化学能量(氢气、天然气、甲醇、乙醇、有机酸和烃类等)直接转化成电能的电化学装置，在能量的转化过程中，不仅跳过燃烧步骤，能量转换效率不受卡诺循环的限制，零排放无污染，是公认的效率高、环境友好、便携、低廉的能源技术。

燃料电池一词最早出现在19世纪，瑞士科学家Schönbein教授首次发现了燃料电池的电化学效应。但是直到1889年，“燃料电池”一词才由Mond和Langer两位化学家提出。由此开始，世界各国众多科研人员都致力于燃料电池的相关研究，力求开发出能量转化率高、供电时间长、低成本、无污染的新能源[2]。目前，燃料电池根据电解质类型、工作温度可以大致分为两种类型。其中以下五种类型最为常见：1）质子交换膜燃料电池；2）碱性燃料电池；3）磷酸燃料电池；4）熔融碳酸盐燃料电池；5）固体氧化物燃料电池。

不论是哪一类燃料电池，其基本结构都包括三部分：阳极、阴极及电解质溶液。在阳极，在催化剂作用下燃料被氧化，产生的电子经过外电路输送到达阴极，而同时产生的质子通过电解质或质子交换膜传导至阴极。在阴极，氧气分子同样在催化剂作用下，得到电子被还原变成水[3-5]。论文网

图1  燃料电池结构示意图

1。1。3 燃料电池在航空领域的应用

将直接甲醇燃料电池用于商用飞行器上能够有效的降低污染排放、提高飞行效率。在可预见的未来，尽管燃料电池由于其能量密度较低，并不能取代主引擎，但是可以替代如辅助动力引擎等动力源。随着时代、技术发展，航空制造逐渐使用电动伺服系统取代液压系统。现在飞行器由于增加了电动操作，因此需要更多的电能供给。燃料电池具有卓越的能量效率，能够满足这一额外电能需求[6]。

1。2 电催化还原

1。2。1电催化的定义及特点

定义：在电场作用下，存在与电极表面或溶液相中的修饰物能促进或抑制在电极上发生的电子转移反应，而电极表面或溶液相中的修饰物本身并不发生变化的一类化学作用。

特点：电极作为一种非均相催化剂既是反应场所，又是电子的供应场所，即电催化应用同时具有催化化学反应和使电子迁移的双重功能[7]。

1。2。2 电催化还原技术的原理

电催化还原包括直接还原和间接还原。

1 直接还原

1)污染物直接在阴极上得到电子而发生还原。基本反应式为：M2++2e-→M。

2)许多金属的回收即属于直接还原过程，同时该法可使多种含氯有机物转变C成低毒性物质，提高产物的可生物降解性。

如：R-Cl + H+ + 2e-→ R-H +Cl-。   文献综述

2 间接还原 

利用电化学过程中生成的一些还原性物质如Ti3+，V2+和Cr2+将污染物还原去除，如二氧化硫的间接电化学还原可转化成单质硫:SO2 + 4Cr2+ + 4H+ → S + 4Cr3+ + 2H2O

1。2。3 影响电催化还原效率的因素

影响电催化还原效率的因素主要包括三个方面：电极材料、电解质溶液和废水的理化性质。

1 电极材料

1)电极材料选择的好坏，直接影响有机物降解效率的高低（高电势）；

2)尽量避免竞争副反应（析氧反应）

3)不同的电极材料可引起电化学反应速度发生数量级上的变化。

4)为了提高电极的催化活性，一般都对电极进行修饰，其方法有：在电解液中添加有催化作用的物质；将电极改为活性高的材料；对电极材料表面进行修饰。