燃料电池的品种
一、质子交流膜燃料电池（PEMFC）
该技能是General Electric公司在20世纪50年代创造的，被NASA用来为其Gemini空间项目供给动力。现在这种燃料电池是轿车公司最喜欢运用的一类燃料电池，用来替代本来运用的内燃机。质子交流膜燃料电池有时也叫聚合物电解质膜，或固态聚合物电解质膜，或聚合物电解质膜燃料电池。 下图显现了质子交流膜燃料电池的根本规划。
在质子交流膜燃料电池中，电解质是一片薄的聚合物膜，例如聚[全氟磺]酸（poly[perfluorosulphonic]acid），和质子可以浸透但不导电的NafionTM ，而电极根本由碳组成。氢流入燃料电池抵达阳极，裂解成氢离子（质子）和电子。氢离子经过电解质浸透到阴极，而电子经过外部网路活动，供给电力。以空气方式存在的氧供应到阴极，与电子和氢离子结合构成水。在电极上的这些反响如下：
质子交流膜燃料电池以磺酸型质子交流膜为固体电解质,无电解质腐蚀问题，能量转化功率高，无污染，可室温快速发动。质子交流膜燃料电池在固定电站、电动车、军用特种电源、可移动电源等方面都有宽广的运用远景，尤其是电动车的最佳驱动电源。它已成功地用于载人的公共轿车和奔跑轿车上。
质子交流膜燃料电池的作业原理如下：
阳极：2H2 → 4H+ + 4e-
阴极：O2 + 4H+ + 4e- → 2 H2O
全体：2H2 + O2 → 2 H2O + 能量
燃料电池工程中心制备和小批量出产PEMFC的Pt/C 、Pt-Ru/C电催化剂、电极、膜电极三合一(EMAS)和电池双极板等要害组件；研发和出产各种规格的电池组；进行PEMFC 电动车装车实验并研发以PEMFC为动力的电动车发动机。已把握了一系列PEMFC 的要害技能，申请了十四项国家创造专利。成功地研发出100W ～5KW的各种规格的电池组, 电池额外输出功率密度≥0.35W/cm2 。现在千瓦级PEMFC技能现已老练具有了商业开发的条件，一同在质子交流膜燃料电池氢源开发方面取得了重大进展。
质子交流膜燃料电池的作业温度约为80℃。在这样的低温下，电化学反响能正常地缓慢进行，一般用每个电极上的一层薄的白金进行催化。
这种电极/电解质设备一般称做膜电极安装（MEA），将其夹在二个场流板中心便能构成燃料电池。这二个板上都有沟槽，将燃料引导到电极上，也能经过膜电极安装导电。每个电池能发生约0.7伏的电，满足供一个照明灯泡运用。驱动一辆轿车则需求约300伏的电力。为了得到更高的电压，将多个单个的电池串联起来便可构成人们称做的燃料电池存储器。
由于 PEMFC 运用湿润化 Nafion 型高分子膜作为电解质层，因而操作温度有必要控制在 100 ℃ 以下，此种低温条件使电极中的白金触媒对 CO 的抵抗力削弱，形成燃料气体中的 CO 浓度需求严厉的约束。但是 Nafion 膜的质子传输功率极佳，因而可进步反响运用的电流密度，再加上低温与非腐蚀性的特性，使得此种电池具有重量轻、体积小、激活快与机组资料选择性大等各项长处。
也由于前述的各特性，PEMFC 现在正活跃运用于车辆动力体系、现场型发电机组与小型带着式电力设备上。前两种运用，因需考虑燃料处理设备导致体系较为杂乱，且须与造价较低的传统技能竞赛，故短期内尚无法商业化。但在小型带着电力方面，如笔记型计算机、无线电话、摄录像机等大多选用高价值的镍氢或锂电池的部分，PEMFC 则有机会与之竞赛。
质子交流膜燃料电池具有许多特色，因而成为轿车和家庭运用的抱负动力，它可替代充电电池。它能在较低的温度下作业，因而能在酷寒条件下敏捷发动。其电力密度较高，因而其体积相对较小。此外，这种电池的作业功率很高，能取得40-50%的最高理论电压，并且能快速地依据用电的需求而改动其输出。 现在，能发生50kW电力的演示设备业已在运用，能发生高达250 kW的设备也正在开发。当然，要想使该技能得到广泛运用，依然还有一系列的问题尚待处理。其间最首要的问题是制形本钱，由于膜资料和催化剂均非常贵重。不过人们进行的研讨正在不断地降低本钱，一旦可以大规模出产，比价的经济效益将会充沛显现出来。
另一个大问题是这种电池需求纯洁的氢方能作业，由于它们极易遭到一氧化碳和其它杂质的污染。这首要是由于它们在低温条件下作业时，必需运用高灵敏的催化剂。当它们与能在较高温度下作业的膜一同作业时，有必要发生更易耐受的催化剂体系才干作业。
