4.质子交换膜燃料电池(PEMFC)

　　质子交换膜产电池(PEMFC)采用可传导离子的聚合膜作为电解质，所以也叫聚合物电解质燃料电池(PEFC)、固体聚合物燃料电池(SPFC)或固体聚合物电解质燃料电池(SPEFC)。

　　PEMFC电池以铂(Pt)为电极催化剂，纯氢为燃料，空气或氧为氧化剂。它的最大特点是可以在室温条件下启动，工作温度一般为23-100℃，无腐蚀问题(纯水体系)，电池寿命长(10年以上)，工作电流密度高(通常几百mA/cm2，高时可达几A/cm2)，比功率高(超过200W/kg)，比能量高(超过200Wh/kg)。

　　(1)PEMFC的构成及工作原理

　　PEMFC的基本构成为：电池本体、辅助系统(包括燃料及氧化剂的循环回路，湿度、温度及压力的监控，产物水的输出及热交换装置等)和燃料及氧化剂的储存(或制造)系统。在实际应用中，还有电池的安全系统和功率调节系统。

　　电池本体(或称电池堆)由若干个单体电池串联、并联或混合形式联结而成；每个电池单体又由离子交换膜、电极(阳极和阴极)和带有气流通道的集流板组成。

　　集流板包括阳极板和阴极板。集流板的功能是导入反应气体，即氢气和氧气，并移走电池反应产物，同时起密封保护作用。现在集流板的制造技术已经很成熟，可以用精密铣床在石板上加工沟槽实现。在电池内部，两电极被电解质分开，集流板分别位于两电极外侧。电池工作时，燃料由阳极集流板供给到阳极，在阳极发生氧化反应，并向外电路放出电子；氧化剂通过阴极集流板供给到阴极，在阴极处从外电路获得电子，发生还原反应；电子通过外电路由阳极流向阴极，电池内部电荷载体的传导借助电解质来完成。这样，内外电路一起构成闭合回路，完成化学能向电能的直接转化。

　　(2)PEMFC的关键构件页码：[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 第5页、共9页