燃料电池原理， 燃料电池的原理是将燃料的化学能直接转化为电能。
理论上，燃料电池可以在接近100%的热效率下运行，具有很高的经济性。目前，由于各种技术因素的限制，考虑到整个装置系统的能耗，总转换效率大多在45% ~ 60%的范围内。
如果考虑排热利用，可以达到80%以上。此外，燃料电池装置不包含或包含很少的运动部件，这是可靠的，需要更少的维护，并且比传统的发电机组更安静。另外，电化学反应干净彻底，很少产生有害物质。
这些都使得燃料电池被认为是一种很有前途的能源动力装置。
燃料电池是一种电化学发电装置，在等温温度下以电化学方式直接将化学能转化为电能，不经过热机过程，不受卡诺循环限制，因此能量转化效率高，无污染，正成为一种理想的能源利用方式。与此同时，
随着燃料电池技术的不断成熟和西气东输工程提供的充足天然气源，燃料电池的商业化应用具有广阔的发展前景。
燃料电池是一种能量转换装置，根据电化学原理，也就是原电池的工作原理，将储存在燃料和氧化剂中的化学能直接转化为电能，所以实际过程是氧化还原反应。燃料电池主要由四部分组成，
即阳极、阴极、电解质和外电路。燃料气体和氧化气体分别从燃料电池的阳极和阴极引入。燃料气体在阳极释放电子，电子通过外电路传导到阴极，与氧化气体结合产生离子。在电场的作用下，离子通过电解质向阳极迁移，
与燃气反应形成回路，产生电流。同时，由于自身的电化学反应和电池的内阻，燃料电池也会产生一些热量。电池的阳极和阴极不仅传导电子，还充当氧化还原反应的催化剂。
当燃料是碳氢化合物时，要求阳极具有较高的催化活性。阴极和阳极通常是多孔结构，以便于引入反应气体和排出产物。电解质起到离子传递和分离燃料气体和氧化气体的作用。为了防止由两种气体混合引起的电池短路，
电解质通常是致密的结构。
燃料电池的主要部件有：电极、电解质膜和集流体。
1.电极
燃料电池的电极是电化学反应场所，其中燃料进行氧化反应，氧化剂进行还原反应。其性能的关键在于催化剂的性能、电极的材料和电极的制造工艺。
电极可分为两部分，一部分为阳极，一部分为阴极，厚度为200-500mm；其结构不同于普通电池的扁平电极，因为燃料电池的电极是多孔的。
因此，设计多孔结构的主要原因是燃料电池中使用的大多数燃料和氧化剂是气体(如氧气、氢气等。)，而且气体在电解液中的溶解度不高。为了提高燃料电池的实际工作电流密度并减少极化，已经开发了具有多孔结构的电极。
以增加参与反应的电极表面积，这也是燃料电池能够从理论研究阶段进入实用阶段的重要关键原因之一。
目前，高温燃料电池的电极主要由催化材料制成，如固体氧化物燃料电池的Y2O3稳定-z ro2(YSZ)(SOFC)和熔融碳酸盐燃料电池的氧化镍电极(MCFC)。
低温燃料电池主要由气体扩散层支撑的催化剂材料薄层组成，例如磷酸燃料电池(PAFC)和质子交换膜燃料电池(PEMFC)的铂电极。
2.电解质隔膜
电解质膜的主要作用是隔离氧化剂和还原剂，传导离子，所以电解质膜越薄越好，但强度也要考虑进去。就目前的技术而言，其厚度一般在几十毫米到几百毫米左右；至于材料，目前主要有两个发展方向。
首先用石棉膜、碳化硅SiC膜、铝酸锂膜等绝缘材料制成多孔隔膜，然后将其浸入熔融的锂-碳酸钾、氢氧化钾、磷酸中，使其附着在隔膜的孔隙上。
另一种是使用全氟磺酸树脂(如PEMFC)和YSZ(如SOFC)。
3.集电器
集电器，也称为双极板，具有收集电流、分离氧化剂和还原剂以及引导反应气体的功能。集流体的性能主要取决于其材料特性、流场设计和加工工艺。
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