氢燃料电池如何工作?

在最近几周取得了如此多的成功之后，COP26的空气中弥漫着一股电流——在与会者的脑海中。整个展厅和演讲厅都在考虑和展示全电动交通的前景。但在所有这些演讲和展览提出的无数问题中，有一个是不可避免的:我们如何清洁、高效地生产所有这些电力?

包括特斯拉在内的许多公司。首席执行官埃隆·马斯克(Elon Musk)一直对锂电池的潜力充满信心，他在采矿和制造业务上投入了数百万美元，希望能够掌握这种稀缺资源。但是，顽固的、长期存在的边缘群体却有着不同的执念。这一次，他们的目标是宇宙中最丰富的元素。

你的大想法是什么?

近年来,氢燃料电池已被证明具有极大的可扩展性，并已被用于越来越多的飞机、火车和汽车(如果你想了解更多这方面的信息，请查看我们关于这些发展的文章)。然而，对许多人来说，这些燃料电池仍然被误解，在接受时造成了很大的犹豫。

那么，也许我们有必要回到基础上来，学习这种简单但可能改变世界的技术的秘密。让我们从头开始:什么是燃料电池?

嗯，简单的答案是，它是电路上的一种特殊类型的元件，它通过化学反应产生电流。它不是一个电池，它在内部储存所有所需的电量，因此，它会耗尽。相反，燃料电池从外部接收材料进行化学反应，所以原则上不需要更换。

现在，化学反应是复杂的，退一步说，但燃料电池的基本事实是相对直观的。首先，你有燃料，反应物的电子会在电路中产生电流——在氢燃料电池的情况下，它们是氢(H2)和氧(O2)。然后，你就有了电极——确切地说，每个电池有两个电极——它从反应物中夺取电子，并将它们泵入或泵出电路。在氢燃料电池中，氢通过一个保持正电荷的电极进入电池，从而吸引氢的电子并排斥它的质子。相反的情况发生在氧气上，它与电极带负电荷的电池相遇，因为它的电子被排斥，质子被吸引。然后这些被排斥的电子通过电路被拉向带正电的电极——正是这种从阴极(带负电的电极)到阳极(带正电的电极)的运动，构成了电路的电流。

最后但同样重要的是，你有电解质溶液电极被浸在其中。正是通过这种溶液，你的无电子氢原子从阴极移动到阳极，在那里变成水(H2O)和氧气。事实上，这才是关键:氢燃料电池唯一的化学副产品就是水。不是二氧化碳，也不是甲烷，只有水。

从这些不起眼的开始，氢燃料电池的应用变得更加复杂和有针对性。但它们保留了这些基本原则，确保它们不仅完全无排放，而且方便，容量几乎无限。为了让我们知道氢燃料电池可能会把我们带到哪里，看看下面整理的研究和阅读我们的文章什么是可持续航空燃料?