（3） 噪音污染小燃料电池在日常工作时产生的噪音非常小，这主要是由于其简单的内部构造， 没有复杂的机械结构。

（4） 模块化结构，组装和维护便捷 燃料电池是积木的构造，模块化结构使其易于组装和维护，可以实现大面积的快速推广。

（5） 电力质量高 只要给燃料电池提供充足的能源，就可以按照额定功率持续运行。当外界电压变化时，可以迅速自我调节。

（6）  燃料电池质量比功率和体积比功率高，移动方便。

1.3  燃料电池的分类

燃料电池总的来说有很多种，划分标准的改变，名称也会各不相同。如下图

图 1.1 燃料电池分类

Figure 1.1 Classification of fuel cells

1.4  质子交换膜燃料电池

1.4.1 质子交换膜燃料电池的组成

PEMFC 单体电池由质子交换膜、电极和端板组成，其中质子交换膜、催化 剂层和气体扩散层三部分是膜电极的组成部分，结构如图 1.2 模拟所示。质子交 换膜燃料电池在日常工作时，单体电池的工作电压大约只有 0.7V，功率非常小，所以为了能够达到日常所需的电压需要将多个单体电池串联起来组成电池堆来 提高电池的总电压。

图 1.2 质子交换膜燃料电池的结构

Figure 1.2 Structure of proton exchange membrane fuel cell

1.4.2 质子交换膜燃料电池的工作原理

质子交换膜燃料电池单体电池呈现出三明治结构，集流板、双极板和膜电极 组件共同组成了单体电池。膜电极组件是由阴极气体扩散层、阳极气体扩散层、 质子交换膜阴极催化剂和阳极催化剂几个重要组件共同组成。质子交换膜从本质 上来说是一种只有质子可以穿过而电子无法穿过的单透过性膜层，可以保证溶液 离子的分隔[4]。

图 1.3 是质子交换膜燃料电池工作原理的示意图。质子交换膜燃料电池的电 极反应类似于酸性电解质燃料电池的电极反应。电池反应按如下步骤依次进行：

① 参与反应的气体首先通过气体扩散层向电池内部运动；

② 燃料或者氧化剂会被储存在催化剂层中的催化剂吸附，造成电极反应所 需的活化能被减少；

③ 燃料会在电池阳极一侧发生电极反应，产物 H+通过具有选择性的质子交 换膜而顺利抵达阴极一侧，而 e-因为质子交换膜的单透过性而只能借助 外电路的电传导抵达阴极一侧，与氧离子反应得到产物水。