氢燃料电池控制器工作原理及解决方案氢燃料电池控制器工作原理及解决方案
1.燃料电池的工作原理 燃料电池（FC）是一种等温进行、直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效（50-
70%），环境友好地转化为电能的发电装置[1]。它的发电原理与化学电源一样，电极提供电子转移的场所，阳
极催化燃料如氢的氧化过程，阴极催化氧化剂如氧等的还原过程；导电离子在将阴阳极分开的电解质内迁移，
电子通过外电路作功并构成电的回路。但是FC的工作方式又与常规的化学电源不同，而更类似于汽油、柴油发
电机。它的燃料和氧化剂不是储存在电池内，而是储存在电池外的储罐中。当电池发电时，要连续不断的向电
池内送入燃料和氧化剂，排出反应产物，同时也要排除一定的废热，以维持电池工作温度的恒定。FC本身只决
定输出功率的大小其储存能量则由储存在储罐内的燃料与氧化剂的量决定。 图1为石棉膜型氢氧燃料电池单池
（single cell）的结构和工作原理图 氢气在阳极与碱中的OH 在电催化剂的作用下，发生氧化反应生成水和电
子：H2 + 2 OH H2O + 2e- 0= -0.828V电子通过外电路到达阴极，在阴极电催化剂的作用下，参与氧的还原反
应：O2 + H2O +2e- 2OH 0= 0.401V生成
1.燃料电池的工作原理
燃料电池（FC）是一种等温进行、直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效（50-70%），环境友好地转化为电能的发电装
置[1]。它的发电原理与化学电源一样，电极提供电子转移的场所，阳极催化燃料如氢的氧化过程，阴极催化氧化剂如氧等的
还原过程；导电离子在将阴阳极分开的电解质内迁移，电子通过外电路作功并构成电的回路。但是FC的工作方式又与常规的
化学电源不同，而更类似于汽油、柴油发电机。它的燃料和氧化剂不是储存在电池内，而是储存在电池外的储罐中。当电池发
电时，要连续不断的向电池内送入燃料和氧化剂，排出反应产物，同时也要排除一定的废热，以维持电池工作温度的恒定。
FC本身只决定输出功率的大小其储存能量则由储存在储罐内的燃料与氧化剂的量决定。
图1为石棉膜型氢氧燃料电池单池（single cell）的结构和工作原理图
氢气在阳极与碱中的OH 在电催化剂的作用下，发生氧化反应生成水和电子：
H2 + 2 OH H2O + 2e- 0= -0.828V
电子通过外电路到达阴极，在阴极电催化剂的作用下，参与氧的还原反应：
O2 + H2O +2e- 2OH 0= 0.401V
生成的OH 通过饱浸碱液的多孔石棉膜迁移到氢电极。
2．用BL系列板卡控制器控制燃料电池连续工作的方案
为保持电池连续工作，除需与电池消耗氢、氧气等速地供应氢、氧气外，还需连续、等速地从阳极（氢极）排出电池反应生成
的水，以维持电解液碱浓度的恒定；排除电池反应的废热以维持电池工作温度的恒定。
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