2.1.3　氢燃料电池简介

燃料电池是一种把燃料所具有的化学能直接转换成电能的化学装置，又称电化学发电器，是继水力发电、热能发电和原子能发电之后的第四种发电技术。1839年，第一款“燃料电池”（又称“气态伏打电池”）诞生，其利用氢气和氧气电化学反应产生水的同时产生电能。燃料电池从外观上看与蓄电池相似，都有正负极和电解质，但它本质上仅有发电功能，并不具备蓄电池的储电功能。

燃料电池通过电化学反应把燃料的化学能中的吉布斯自由能部分转换成电能，其工艺不涉及燃烧，摆脱了卡诺循环的限制，比同等功率的热发电机效率更高。燃料电池没有机械传动部件，因此更安静，噪声污染少。燃料电池采用燃料和氧气作为原料，排放的有害气体极少。因此，从节约能源和保护生态环境的角度来看，燃料电池是最有发展前途的发电技术之一。燃料电池的一般分类如表2-2所示。

表2-2　燃料电池的一般分类

相较于其他燃料电池，质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell，PEMFC）因其工作温度低、功率密度高、启动快、对负载变化响应快等特点，受到广泛关注，也是目前新能源飞行器使用最多的一种氢燃料电池。

氢燃料电池采用纯氢作为燃料，电化学反应的副产物仅为水和热，是在降低碳排放方面具有竞争力的绿色能源；同时，相较于锂电池，其具有比能量高的特点，因此是飞行器实现绿色长航时的最佳能源之一。