干電池
常用的一種是碳－鋅干電池（圖3）。負極是鋅做的圓筒，內有氯化銨作為電解質，少量氯化鋅、惰性填料及水調成的糊狀電解質，正極是四周裹以摻有二氧化錳的糊狀電解質的一根碳棒。電極反應是：負極處鋅原子成為鋅離子（Zn++），釋出電子，正極處銨離子(NH嬃)得到電子而成為氨氣與氫氣。用二氧化錳驅除氫氣以消除極化。電動勢約為1.5伏。
蓄電池
種類很多，共同的特點是可以經歷多次充電、放電循環，反復使用。

概述
簡單地說，燃料電池(Fuel Cell)是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置。燃料和空氣分別送進燃料電池，電就被奇妙地生產出來。它從外表上看有正負極和電解質等，像一個蓄電池，但實質上它不能“儲電”而是一個“發電廠”。燃料電池的概念是1839年G.R.Grove提出的，至今已有大約160年的歷史。
[編輯本段]燃料電池的特點
燃料電池十分復雜，涉及化學熱力學、電化學、電催化、材料科學、電力系統及自動控制等學科的有關理論，具有發電效率高、環境污染少等優點。總的來說，燃料電池具有以下特點：
（1）能量轉化效率高 他直接將燃料的化學能轉化為電能，中間不經過燃燒過程，因而不受卡諾循環的限制。目前燃料電池系統的燃料—電能轉換效率在45%～60%，而火力發電和核電的效率大約在30%～40%。
（2）有害氣體SOx、NOx及噪音排放都很低 CO2排放因能量轉換效率高而大幅度降低，無機械振動。
（3）燃料適用范圍廣
（4）積木化強 規模及安裝地點靈活，燃料電池電站占地面積小，建設周期短，電站功率可根據需要由電池堆組裝，十分方便。燃料電池無論作為集中電站還是分布式電，或是作為小區、工廠、大型建筑的獨立電站都非常合適
（5）負荷響應快，運行質量高 燃料電池在數秒鐘內就可以從最低功率變換到額定功率，而且電廠離負荷可以很近，從而改善了地區頻燃料電池原理率偏移和電壓波動，降低了現有變電設備和電流載波容量，減少了輸變線路投資和線路損失。
[編輯本段]“燃料”和“電池”
為了了解它的價值，讓我們分別研究一下“燃料”和“電池”這兩個詞。
為了利用煤或者石油這樣的燃料來發電，必須先燃燒煤或者石油。它們燃燒時產生的能量可以對水加熱而使之變成蒸汽，蒸汽則可以用來使渦輪發電機在磁場中旋轉。這樣就產生了電流。換句話說，我們是把燃料的化學能轉變為熱能，然后把熱能轉換為電能。在這種雙轉換的過程中，許多原來的化學能浪費掉了。然而，燃料非常便宜，雖有這種浪費，也不妨礙我們生產大量的電力，而無需昂貴的費用。還有可能把化學能直接轉換為電能，而無需先轉換為熱能。為此，我們必須使用電池。這種電池由一種或多種化學溶液組成，其中插入兩根稱為電極的金屬棒。每一電極上都進行特殊的化學反應，電子不是被釋出就是被吸收。一個電極上的電勢比另一個電極上的大，因此，如果這兩個電極用一根導線連接起來，電子就會通過導線從一個電極流向另一個電極。這樣的電子流就是電流，只要電池中進行化學反應，這種電流就會繼續下去。手電筒的電池是這種電池的一個例子。在某些情況下，當一個電池用完了以后，人們迫使電流返回流入這個電池，電池內會反過來發生化學反應，因此，電池能夠貯存化學能，并用于再次產生電流。汽車里的蓄電池就是這種可逆電池的一個例子。在一個電池里，浪費的化學能要少得多，因為其中只通過一個步驟就將化學能轉變為電能。然而，電池中的化學物質都是非常昂貴的。鋅用來制造手電筒的電池。如果你試圖使用足夠的鋅或類似的金屬來為整個城市準備電力，那么，一天就要花成本費數十億美元。
燃料電池是一種把燃料和電池兩種概念結合在一起的裝置。它是一種電池，但不需用昂貴的金屬而只用便宜的燃料來進行化學反應。這些燃料的化學能也通過一個步驟就變為電能，比通常通過兩步方式的能量損失少得多。于是，可以為人類提供的電量就大大地增加了。
目前，燃料電池按電解質劃分已有6個種類得到了發展，即堿性燃料電池（Alkaline Fuel Cell,AFC）、磷酸鹽型燃料電池（Phosphoric Acid Fuel Cell,PAFC）、熔融碳酸鹽型燃料電池（Molten Carbonate Fuel Cell,MCFC）、固體氧化物型燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell,SOFC）、固體聚合物燃料電池（Solid Polymer Fuel Cell,SPFC,又稱為質子交換膜燃料電池，Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC）、及生物燃料電池（BEFC）。按工作溫度它們又分為高、中、低溫型燃料電池。工作溫度從室溫到373K(100℃)的為常溫燃料電池，如SPFC；工作溫度在373K(100℃)～573K(300℃)之間的為中溫燃料電池，如PAFC；工作溫度在873K(600℃)以上的為高溫燃料電池，如MCFC和SOFC。
燃料電池實質上是以控制氫彈爆炸的觀念設計，太空船上的燃料電池是用來聚集星際旅行之間的氫氣所產生的能量之用。太空船的太陽能板所聚集的電磁和太陽能將會轉換成電能，而電能會用來慢慢地將存放在燃料電池內的氫置換成燃料。燃料電池也內含了一小部份受控制量的可進行核分裂的物質，這些物質依序用來與氫核進行核反應。核反應在燃料電池內進行，在太空旅程中提供高能量并加速離子引擎來推進太空船。在最后的旅程階段，燃料電池提供了燃料火箭動力所需的氫。這整個過程受控在強大的電磁下，它能提供能量并且避免過量的能量外泄導致反應爐核心融毀。核反應的一項副產物——熱能，則被燃料電池的外壁吸收并轉換成供給電腦、維生系統和其他必要功用的電能。
經過多年的探索，最有望用于汽車的是質子交換膜燃料電池。它的工作原理是：將氫氣送到負極，經過催化劑（鉑）的作用，氫原子中兩個電子被分離出來，這兩個電子在正極的吸引下，經外部電路產生電流，失去電子的氫離子（質子）可穿過質子交換膜（即固體電解質），在正極與氧原子和電子重新結合為水。由于氧可以從空氣中獲得，只要不斷給負極供應氫，并及時把水（蒸汽）帶走，燃料電池就可以不斷地提供電能。
世界上最小的燃料電池——直徑只有3毫米
美國科學家最近研制出世界上最小的燃料電池，這種電池的直徑只有3毫米，可以產生0.7伏的電壓并能持續供電30個小時，這種燃料電池可以在不消耗電的情況下發電，它由四個部分組成。上一層是儲水池，下層是一個裝有金屬氫化物的燃料堂，中間以一層薄膜隔開，在金屬氫化物的燃料堂下放，還有一組電極。薄膜上還有許多小孔，使得儲水池中的水分子可以以水蒸氣的形式進入燃料堂，水分子進入燃料堂后，與金屬氫化物發生生化學反應幷產生氫氣。氫氣隨之會充滿整個燃料堂，幷向上沖擊薄膜。阻止水流繼續流入，然后氫氣會在燃料堂下層的電極處發生化學反應，形成電流。
新電池體積非常的小，規模為 3x3x1毫米。而且沒有重力。其表現張力可以控制水流，這意味著即使處于移動的旋轉狀態下，也能夠很好的工作。因此它最適用于一些小電器。現在，這種電池可以產生0.7伏電壓和一毫安電流，電燃料可以持續30小時左右。
[編輯本段]燃料電池的發明
雖然燃料電池這個名詞出現在人們 眼前的時間并不長，但它的歷史已經可以追溯到100多年前了。在1889年，Ludwig Mond和Charles Langer兩位化學家想用空氣和工業煤氣制造一個實用的能提供電能的裝置，“燃料電池”一詞也就隨著他們的發明而誕生了。現代燃料電池技術興起于20世紀60年代，為了給航天飛機尋找高效能的電能裝置， 美國宇航局跟GE公司合作開發了第一個現代意義上的燃料電池—質子交換膜燃料電池，這也是燃料電池商用化的開始。此后，歷經40多年的發展，燃料電池的家族越發的人丁興旺，而應用領域也遍及各處。
[編輯本段]中國燃料電池技術的發展現狀
中國早在20世紀50年代就開展燃料電池方面的研究。中國在燃料電池關鍵材料、關鍵技術的創新方面取得了許多突破。中國政府十分注重燃料電池的研究開發，陸續開發出百瓦級-30kW級氫氧燃料電極、燃料電池電動汽車等。燃料電池技術特別是質子交換膜燃料電池技術也得到了迅速發展，開發出60kW、75kW等多種規格的質子交換膜燃料電池組，開發出電動轎車用凈輸出40kW、城市客車用凈輸出100kW燃料電池發動機，使中國的燃料電池技術跨入世界先進國家行列。
在當今全球能源緊張、油價高漲的時代，尋找新能源作為化石燃料的替代品是當務之急。因為氫能的優勢明顯，清潔、高效，因此得到各國政府的大力支持，加上各種能源動力企業對燃料電池的發展信心十足，所以燃料電池未來市場將有巨大的上升空間。
盡管現在燃料電池的市場需求相當小，預計在隨后的十年間，隨著技術進步與規模經濟效益，燃料電池的生產成本與使用成本將下降，競爭力提高，燃料電池潛在的市場將會逐步發展起來。現在對于便攜式燃料電池的需求相當少，但便攜式燃料電池市場將是從現在到2011年甚至更長時間增長最快的市場。應用于消費電子產品的燃料電池系統在最近幾年中就會商業化。
[編輯本段]燃料電池技術分類
燃料電池的種類按不同的方法可大致分類如下：
1. 按燃料電池的運行機理分。
分為酸性燃料電池和堿性燃料電池。
2. 按電解質的種類不同，有酸性、堿性、熔融鹽類或固體電解質。
因此，燃料電池可分為堿性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池（SOFC）、質子交換膜燃料電池（PEMFC）等。在燃料電池中，磷酸燃料電池(PAFC)、質子交換膜燃料電池（PEMFC）可以冷起動和快起動，可以用作為移動電源，適應FCEV使用的要求，更加具有競爭力。
3. 按燃料類型分。
有氫氣、甲醇、甲烷、乙烷、甲苯、丁烯、丁烷等有機燃料，汽油、柴油和天然氣等氣體燃料，有機燃料和氣體燃料必須經過重整器重整為氫氣后，才能成為燃料電池的燃料。
4. 按燃料電池工作溫度分。
有低溫型，溫度低于200℃；中溫型，溫度為200～750℃；高溫型，溫度高于750℃。
在常溫下工作的燃料電池，例如質子交換膜燃料電池（PEMFC），這類燃料電池需要采用貴金屬作為催化劑。燃料的化學能絕大部分都能轉化為電能，只產生少量的廢熱和水，不產生污染大氣環境的氮氧化物。不需要廢熱能量回收裝置，體積較小，質量較輕。但催化劑鉑（Pt）會與工作介質中的一氧化碳（CO）發生作用后產生中毒現象而失效，使燃料電池效率降低或完全損壞。而且鉑（Pt）的價格很高，增加了燃料電池的成本。
另一類是在高溫（600～1000℃）下工作的燃料電池，例如熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）和固體氧化物燃料電池（SOFC），這類的燃料電池不需要采用貴金屬作為催化劑。但由于工作溫度高，需要采用復合廢熱回收裝置來利用廢熱，體積大，質量重，只適合用于大功率的發電廠中。
最實用的燃料電池是以氫或含富氫的氣體燃料，但是在自然界是不能直接獲得氫的，燃料電池氫的；來源通常是以石油燃料、甲醇、乙醇、沼氣、天然氣、石腦油和煤氣中，經過重整、裂解等化學處理后來制取含富氫的氣體燃料。氧化劑則采用氧氣或空氣，最常見的是用空氣作為氧化劑。

標簽：電池干電池充電電池