『壹』 燃料電池發電的原理是什麼
燃料電池是一種電化學裝置，是不經過燃燒直接以電化學反應方式將燃料的化學能轉變為電能的發電裝置。其工作原理與普通電池基本相同，也是通過電化學反應把物質的化學能轉變為電能。
實際的總反應就是氏游氫氧反應，燃料電池汽車需要攜帶著一個經壓縮的氫氣瓶，反應如下：
1.氫氣通過管道或導氣板到達陽極；
2.在陽極催化劑作用下，一個氫分子解離為2個氫離子，並釋放出2個電子；
3.在電池的另一端，氧氣（或空氣）通過管道或導氣板殲昌銷到達陰極，同時氫離子穿過電解質到達陰極，電子通過外電路也到達陰極
4.在陰極催化劑的作用下，氧與氫離子和電子發生反應生成水：迅森
此時，電子在外電路的連接下形成電流，通過適當鏈接就可以向負載輸出電能。
『貳』 電化學在機械行業的應用
摘要：電化學發展已經有將近100多年的歷史，是一門成熟的學科，通過電化學，使得我們的生活發生了翻天覆地的變化，從電氣時代到如今的發電機，成熟到「電化學」已經成了很多領域研究的工具手段。近些年隨著新型應用的發展，還是涌現出很多有趣的問題。
關鍵字：電化學；新時代生活；未來發展；
一，什麼是電化學
電化學（electrochemistry）作為化學的分支之一，是研究兩類導體（電子導體，如金屬或半導體，以及離子導體，如電解質溶液）形成的接界面上所發生的帶電及電子轉移變化的科學。傳統觀念認為電化學主要研究電能和化學能之間的相互轉換，如電解和原電池。但電化學並不局限於電能出現的化學反應，也包含其它物理化學過程，如金屬的電化學腐蝕，以及電解質溶液中的金屬置換反應。電化學在新時代應用廣泛，給生活帶來了極大的便利。
在物理化學的眾多分支中，電化學是唯一以大工業為基礎的學科。它的應用主要有：電解工業，其中的氯鹼工業是僅次於合成氨和硫酸的無機物基礎工業；鋁、鈉等輕金屬的冶煉，銅、鋅等的精煉也都用的是電解法；機械工業使用電鍍、電拋光、電泳塗漆等來完成部件的表面精整；環境保護可用電滲析的方法除去氰離子、鉻離子等污染物；化學電源；金屬的防腐蝕問題，大部分金屬腐蝕是電化學腐蝕問題；許多生命現象如肌肉運動、神經的信息傳遞都涉及到電化學機理。應用電化學原理發展起來的各種電化學分析法已成為實驗室和工業監控的不可缺少的手段。
在物理化學的眾多分支中，電化學是唯一以大工業為基礎的學科。它的應用分為以下幾個方面：電解工業，其中的氯鹼工業是僅次於合成氨和硫酸的無機物基礎工業、耐綸66的中間單體己二腈是通過電解合成的；鋁、鈉等輕金屬的冶煉，銅、鋅等的精煉也都用的是電解法；機械工業要用電鍍、電拋光、電泳塗漆等來完成部件的表面精整；環境保護可用電滲析的方法除去氰離子、鉻離子等污染物；化學電源；金屬的防腐蝕問題，大部分金屬腐蝕是電化學腐蝕問題；許多生命現象如肌肉運動、神經的信息傳遞都涉及到電化學機理；應用電化學原理發展起來的各種電化學分析法已成為實驗室和工業監控的不可缺少的手段。
二，納米技術的應用
民安說起納米技術在鋰離子電池中的應用，我第一個想到的就是LiFePO4，LiFePO4由於導電性差，為了改善其導電性，人們將其制備成了納米顆粒，極大的改善了LiFePO4的電化學性能。此外硅負極也是納米技術的受益者，納米硅顆粒很好的抑制了Si在嵌鋰的過程中的體積膨脹，改善了Si材料的循環性能。
近日美國阿貢國家實驗室的Jun Lu在Nature nanotechnology雜志上發表文章，對納米技術在鋰離子電池上的應用進行了總結和回顧。
電燈也是，人類發明的汽燈其實已經可以做到「耀眼」的程度，一盞汽燈可以把周圍十幾米的范圍都照得通明，沒有電燈以前，英國人的路燈就是使用的汽燈。問題倒不在亮度，使用非常不便的是，每次開關汽燈都需要人爬到路燈桿上去操作。而電燈的可操作可控制性完勝汽燈，我們今天看電視，其實膠片電影可以說完全可以脫離電而存在，早期有使用煤油燈或煤氣燈來放映，而膠片可以人工來轉動。
而早期的留聲機（不是電唱機），也不是使用電力的，而是使用發條。所以說，即使沒有電，在娛樂上，我們可以看，也可以聽。這是有解決方案的
如果不是電子技術的發達，除了今天電腦可以做到的（智能手機也是一種電腦），實在很難在沒有現代電力能源的時代找到替代品。而一般生活中用品，即使早期手搖式電話，自帶手搖發電機和干電池供電，也是脫離了現代意義的電力能源的（無需電網供電）。也就是如果不考慮成本，我們90%的生活需求可以在沒有現代電力供應的條件下滿足。
電化學腐蝕防護的應用，根據電化學中陰極保護/電化學防腐/排流保護的知識，在實驗室中主要採用浸出法和電化學測試方法對硬質合金的電化學腐蝕性能進行研究。電化學方法主要通過動電位掃描得到硬質合金試樣的極化曲線，從而得到腐蝕電位、腐蝕電流密度、臨界電流密度、鈍化區間最小電流密度等參數來評價硬質合金的腐蝕性能。
根據材料的電化學腐蝕行為特徵, 可將金屬材料分為在腐蝕介質中發生活性溶解的活性金屬材料和表面可形成保護膜的鈍性金屬材料，對上述兩種材料，利用電化學測試技術和表面分析技術, 分別探討了表面納米化對材料在酸性介質中電化學腐蝕行為的影響。
在所有的船舶系統中，海水系統是工作環境最惡劣的系統，它的流通介質是海水，是腐蝕性最強的天然腐蝕劑之一。所以海水系統中的管路、閥件、設備是最容易受到電化學腐蝕的。常用的防腐方法有：在不同金屬接觸的地方增加犧牲法蘭或者犧牲管，以此削弱電解質溶液作用，中和海水中的負離子溶液作用；使用非金屬材料或電位相同的金屬材料，這些材料不易發生腐蝕；還有船舶上最常用的方法就是切斷不同金屬間的聯通。
氫燃料電池，燃料電池是一種能量轉化裝置，它將燃料的電化學能轉化成電能。它類似於電池一樣也是電化學發電裝置，因此被稱為燃料電池。對應的採用氫氣作為燃料的燃料電池就是氫燃料電池。它可以理解為水電解成氫氣和氧氣的逆反應。因此反應過程既清潔，又高效。因為它不受傳統發動機採用卡諾循環42%左右的熱效率限制。氫燃料電池的效率可輕松達到60%以上。
鋰離子電池作為高效儲能元件，已經廣泛的應用在消費電子領域，從手機到筆記本電腦都有鋰離子電池的身影，鋰離子電池取得如此輝煌的成績得益於其超高的儲能密度，以及良好的安全性能。隨著技術的不斷發展，鋰離子電池的能量密度、功率密度也在不斷的提高，這其中納米技術做出了不可磨滅的貢獻。
『叄』 【高中化學】電化學裝置問題
要產生電流，就要有電子的定向移動， 鹽橋中是溶液 是通過鹽鹽溶液傳遞電子，鹽溶鬧衫液本身不帶電但鹽溶液中存在著許多的自由電子，所以水本液姿腔身不導電因為水中不存在自由電子，呈電中性，但鹽水導電。在鋅置換銅的化學反應冊缺中由於質子守恆，原子守恆，電荷守恆，所以自由電子發生自由電子定向移動的現象。而且所有化學反應都遵循質子守恆，原子守恆，電荷守恆定律。
『肆』 燃料電池的原理
燃料電池（Fuel cell，又稱電化學發電器）是一種把燃料所具有的化學能直接轉換成電能的化學裝置。 由於燃料電池是通過電化學反應把燃料的化學能中的吉布斯自由能部分轉換成電能，不受卡諾循環效應的限制，因此效率高。燃料電池用燃料和氧氣作為原料，沒有機械傳動部件，故沒有雜訊污染，排放出的有害氣體極少。
將燃料與氧化劑的化學能通過電化學反應直接轉換成電能的發電裝置。燃料電池理論上可在接近100%的熱效率下運行，具有很高的經濟性。目前實際運行的各種燃料電池，由於種種技術因素的限制，再考慮整個裝置系統的耗能，總的轉換效率多在45%～60%范圍內友輪，如考慮排熱利用可達80%以上。此外，燃料電池裝置不含或含有很少的運動部件，工作可靠，彎告山較少需要維修，且比傳統發電機組安靜。另外電化學反應清潔、完全，很少產生有害物質。所有這一切都使得燃料電池被視作是一種很有發展前途的能源動力裝置。
燃料電池是一種電化學的發電裝置,等溫的按電化學方式,直接將化學能轉化為電能而不必經過熱機過程,不受卡諾循環限制,因而能量轉化效率高,且無噪音,無污染,正在成為理想的能源利用方式。同時,隨著燃料電池技術不斷成熟,以及西氣東輸工程提供了充足天然氣源,燃料電池的商業化應用存在著廣闊的發展前景。
技術原理
燃料電池其原理是一種電化學裝置，其組成與一般電池相同。其單體電池是由正負兩個電極(負極即燃料電極和正極即氧化劑電極)以及電解質組成。不同的是一般電池的活性物質貯存在電池內部，因此，限制了電池容量。而燃料電池的正、負極本身不包含活性物質，只是個催化轉換元件。因此燃料電池是名符其實的把化學能轉化為電能的能量轉換機器。電池工作時，燃料和氧化劑由外部供給，進行反應。原則上只要反應物不斷輸入，反應產物不斷排除，燃料電池就能連續地發電。這里以氫-氧燃料電池為例來說明燃料電池
氫-氧燃料電池反應原理這個反應是電解水的逆過程。電極應為： 負極：H2+2OH-→2H2O +2e-
正極：1/2O2+H2O+2e-→2OH-
電池反應：H2+1/2O2==H2O
另外，只有燃料電池本體還不能工作，必須有一套相應的輔助系統，包括反應劑供給系統、排熱系統、排水系統、電性能控制系統及安全裝置等。
燃料電池通常由形成離子導電體的電解質板和其兩側配置的燃料極（陽極）和空氣極（陰極）、及兩側氣體流路構成，氣體流路的作用是使燃料氣體和空氣（氧化劑氣體）能在流路中通過。
在實用的燃料電池中因工作的電解質不同，經過電解質與反應相關的離子種類也不同。PAFC和PEMFC反應中與氫離子（H+）相關，發生的反應為：
燃料極：H2==2H++2e-（1）
空氣極：2H++1/2O2+2e-==H2O（2）
全體：H2+1/2O2==H2O（3）
在燃料極中，供給的燃料氣體中的H2分解成H+和e-，H+移動到電解質中與空氣極側供給的O2發生反應。e-經由外部的負荷迴路，再反回到空氣極側，參與空氣極側的反應。一系例的反應促成了e-不間斷地經由外部迴路，因而就構成了發電。並且從上式中的反應式（3）可以看出，由H2和O2生成的H2O，除此以外沒有其他的反應，H2所具有的化學能轉變成了電能。但實際上，伴隨著電極的反應存在一定的電阻，會引起了部分熱能產生，由此減少了轉換成電能的比例。 引起這些反應的一組電池稱為組件，產生的電壓通常低於一伏。因此，為了獲得大的出力需採用組件多層迭加的辦法獲得高電壓堆。組件間的電氣連接以及燃料氣體和空氣之間的分離，採用了稱之為隔板的、上下兩面中備有氣體流路的部件，PAFC和PEMFC的隔板均由碳材料組成。堆的出力由總的電壓和電流的乘積決定，電流與電池中的反應面積成比。
PAFC的電解質為濃磷酸水溶液，而PEMFC電解質為質子導電性聚合物系的膜。電極均採用碳的多孔體，為了促進反應，以Pt作為觸媒，燃料氣體中的CO將造成中毒，降低電極性能。為此，在PAFC和PEMFC應用中必須限制燃料氣體中含有的CO量，特別是對於低溫工作的PEMFC更應嚴格地加以限制。
磷酸燃料電池的基本組成和反應原理是：燃料氣體或城市煤氣添加水蒸氣後送到改質器，把燃料轉化成H2、CO和水蒸氣的混合物，CO和水進一步在移位反應器中經觸媒劑轉化成H2和CO2。經過如此處理後的燃料氣體進入燃料堆的埋中負極(燃料極)，同時將氧輸送到燃料堆的正極(空氣極)進行化學反應，藉助觸媒劑的作用迅速產生電能和熱能。
相對PAFC和PEMFC，高溫型燃料電池MCFC和SOFC則不要觸媒，以CO為主要成份的煤氣化氣體可以直接作為燃料應用，而且還具有易於利用其高質量排氣構成聯合循環發電等特點。
MCFC主構成部件。含有電極反應相關的電解質（通常是為Li與K混合的碳酸鹽）和上下與其相接的2塊電極板（燃料極與空氣極），以及兩電極各自外側流通燃料氣體和氧化劑氣體的氣室、電極夾等，電解質在MCFC約600~700℃的工作溫度下呈現熔融狀態的液體，形成了離子導電體。電極為鎳系的多孔質體，氣室的形成採用抗蝕金屬。
MCFC工作原理。空氣極的O2（空氣）和CO2與電相結合，生成CO32-（碳酸離子），電解質將CO32-移到燃料極側，與作為燃料供給的H+相結合，放出e-，同時生成H2O和CO2。化學反應式如下：
燃料極：H2+CO32-==H2O+CO2+2e-（4）
空氣極：CO2+1/2O2+2e-==CO32-（5）
全體：H2+1/2O2==H2O（6）
在這一反應中，e-同在PAFC中的情況一樣，它從燃料極被放出，通過外部的迴路反回到空氣極，由e-在外部迴路中不間斷的流動實現了燃料電池發電。另外，MCFC的最大特點是，必須要有有助於反應的CO32-離子，因此，供給的氧化劑氣體中必須含有碳酸氣體。並且，在電池內部充填觸媒，從而將作為天然氣主成份的CH4在電池內部改質，在電池內部直接生成H2的方法也已開發出來了。而在燃料是煤氣的情況下，其主成份CO和H2O反應生成H2，因此，可以等價地將CO作為燃料來利用。為了獲得更大的出力，隔板通常採用Ni和不銹鋼來製作。
SOFC是以陶瓷材料為主構成的，電解質通常採用ZrO2(氧化鋯)，它構成了O2-的導電體Y2O3（氧化釔）作為穩定化的YSZ（穩定化氧化鋯）而採用。電極中燃料極採用Ni與YSZ復合多孔體構成金屬陶瓷，空氣極採用LaMnO3(氧化鑭錳)。隔板採用LaCrO3(氧化鑭鉻)。為了避免因電池的形狀不同，電解質之間熱膨脹差造成裂紋產生等，開發了在較低溫度下工作的SOFC。電池形狀除了有同其他燃料電池一樣的平板型外，還有開發出了為避免應力集中的圓筒型。SOFC的反應式如下：
燃料極：H2+O2-==H2O+2e-（7）
空氣極：1/2O2+2e-==O2-（8）
全體：H2+1/2O2==H2O（9）
燃料極，H2經電解質而移動，與O2-反應生成H2O和e-。空氣極由O2和e-生成O2-。全體同其他燃料電池一樣由H2和O2生成H2O。在SOFC中，因其屬於高溫工作型，因此，在無其他觸媒作用的情況下即可直接在內部將天然氣主成份CH4改質成H2加以利用，並且煤氣的主要成份CO可以直接作為燃料利用。
『伍』 電化學裝置幾代產品
第四代。電戚喊化學裝置：由兩啟宴個電極和電解質構成，電化學裝置是一種將外界的能量轉化為電能並將其儲存於其內部，以在需要的時刻對外部電子裝置，屬於第四代產品，第四代HIV檢測方法，是電化學發光（ECL）和免疫測定相結高旁野合的產物。
『陸』 單膜電化學裝置電解質是什麼
單膜電化學裝置是一種將電解質分離開來的電化學研究設備，它由膜盤和對電極組成。在單膜電化學裝置中，電解質是選用的特定離子溶液，它的主要功能是提供離子和電荷租猛以維持電化學反應的進行。
單膜電化學裝置的電解質通常是溶解在蒸餾水中的無機鹽類溶液，如氯化鈉、氯化鉀、硫酸鈉等。此外，也可以使用有機物質作為電解質，如酸、鹼等。不同的電化學研究需要使用不同的電解質，以確保反應的進行，並使得研究所得坦大的弊信橋結果更加准確和可靠。
『柒』 在電化學裝置中為什麼要用鹽橋
這將會涉及到電勢差的問題，在銅鋅原電池中，利用鹽橋時，分別形成外電路和內電路，這樣就形成了一個閉合電路，雖然活潑金屬與可反應溶液分開，在現有知識下開來時不反應的，但是在金屬和溶液的接觸面存在著電勢差，在這種差值下，電子就有了流動的趨勢，那麼在閉合迴路中就有了電子的運動，形成了電流，也就是構成了原電池。