如上所述,这时负极上蓄积有电子,而正极又需要电子,于是,若用导线把负极与正极连接起来形成回路,电子就会从负极沿着导线流向正极,也就是说,导线上有电流通过。这就是燃料电池产生电力的原理。
称为电池,容易使人联想到“电的贮存池”。例如干电池,其外壳内预先装有一定数量的燃料和氧化剂,这两种物质耗尽,就不能继续产生电力。然而燃料电池却不是这样,它是从外部源源不断地供给燃料和氧化剂,因而可以持续产生电力。在这种意义上,燃料电池与其说是产生电力的“电池”,还不如说是一种“发电装置”。
通过串联组合增大燃料电池的电压,能够为移动电话甚至汽车提供动力
“两块铂电极,中间夹着电解质”,这就构成燃料电池的一个单元,叫做“单体电池”。单体电池,其电压虽然会因所用的燃料和电极的种类不同而有差异,或者高一点,或者低一点,但电压只有一伏左右,同干电池的电压差不多。这样的电压当然无法驱动汽车。
要得到比较高的电压,只需要把许多单体电池串联组合在一起。多块单体电池正负极首尾串接起来所形成的这种组合,叫做“电池堆”,也叫做“电池组”。组成电池堆,除了单体电池本身之外,在单体电池和单体电池之间还必须插入隔离板。
移动电话所需要的电压,只需将数个单体电池组成电池堆就能够满足要求。家庭用的电力,也只需要由20几个单体电池所组成电池堆。但是,用来驱动汽车,则非得要用200个以上的单体电池所组成的大电池堆不可。燃料电池堆所用的单体电池个数增加,使用的铂电极、电解质和隔离板也要相应增加。然而在目前,这三种部件的价格都十分昂贵,每一件都要值数百美元。显然,普及燃料电池,前提是必须大幅度降低这些部件的成本。
不仅如此,在汽车上安装燃料电池堆,还需要设法减小电池堆的体积。为此,就要把铂电极、电解质和隔离板做薄,改进技术,尽可能达到它们的最薄极限。燃料电池的基本原理尽管十分简单,但是用来驱动汽车,由于需要的是能够输出大功率的电池堆,因而对技术的要求是非常高的。
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