『壹』 燃料电池发电的原理是什么
燃料电池是一种电化学装置，是不经过燃烧直接以电化学反应方式将燃料的化学能转变为电能的发电装置。其工作原理与普通电池基本相同，也是通过电化学反应把物质的化学能转变为电能。
实际的总反应就是氏游氢氧反应，燃料电池汽车需要携带着一个经压缩的氢气瓶，反应如下：
1.氢气通过管道或导气板到达阳极；
2.在阳极催化剂作用下，一个氢分子解离为2个氢离子，并释放出2个电子；
3.在电池的另一端，氧气（或空气）通过管道或导气板歼昌销到达阴极，同时氢离子穿过电解质到达阴极，电子通过外电路也到达阴极
4.在阴极催化剂的作用下，氧与氢离子和电子发生反应生成水：迅森
此时，电子在外电路的连接下形成电流，通过适当链接就可以向负载输出电能。
『贰』 电化学在机械行业的应用
摘要：电化学发展已经有将近100多年的历史，是一门成熟的学科，通过电化学，使得我们的生活发生了翻天覆地的变化，从电气时代到如今的发电机，成熟到“电化学”已经成了很多领域研究的工具手段。近些年随着新型应用的发展，还是涌现出很多有趣的问题。
关键字：电化学；新时代生活；未来发展；
一，什么是电化学
电化学（electrochemistry）作为化学的分支之一，是研究两类导体（电子导体，如金属或半导体，以及离子导体，如电解质溶液）形成的接界面上所发生的带电及电子转移变化的科学。传统观念认为电化学主要研究电能和化学能之间的相互转换，如电解和原电池。但电化学并不局限于电能出现的化学反应，也包含其它物理化学过程，如金属的电化学腐蚀，以及电解质溶液中的金属置换反应。电化学在新时代应用广泛，给生活带来了极大的便利。
在物理化学的众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。它的应用主要有：电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；机械工业使用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整；环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；化学电源；金属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理。应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。
在物理化学的众多分支中，电化学是唯一以大工业为基础的学科。它的应用分为以下几个方面：电解工业，其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业、耐纶66的中间单体己二腈是通过电解合成的；铝、钠等轻金属的冶炼，铜、锌等的精炼也都用的是电解法；机械工业要用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整；环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物；化学电源；金属的防腐蚀问题，大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题；许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理；应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。
二，纳米技术的应用
民安说起纳米技术在锂离子电池中的应用，我第一个想到的就是LiFePO4，LiFePO4由于导电性差，为了改善其导电性，人们将其制备成了纳米颗粒，极大的改善了LiFePO4的电化学性能。此外硅负极也是纳米技术的受益者，纳米硅颗粒很好的抑制了Si在嵌锂的过程中的体积膨胀，改善了Si材料的循环性能。
近日美国阿贡国家实验室的Jun Lu在Nature nanotechnology杂志上发表文章，对纳米技术在锂离子电池上的应用进行了总结和回顾。
电灯也是，人类发明的汽灯其实已经可以做到“耀眼”的程度，一盏汽灯可以把周围十几米的范围都照得通明，没有电灯以前，英国人的路灯就是使用的汽灯。问题倒不在亮度，使用非常不便的是，每次开关汽灯都需要人爬到路灯杆上去操作。而电灯的可操作可控制性完胜汽灯，我们今天看电视，其实胶片电影可以说完全可以脱离电而存在，早期有使用煤油灯或煤气灯来放映，而胶片可以人工来转动。
而早期的留声机（不是电唱机），也不是使用电力的，而是使用发条。所以说，即使没有电，在娱乐上，我们可以看，也可以听。这是有解决方案的
如果不是电子技术的发达，除了今天电脑可以做到的（智能手机也是一种电脑），实在很难在没有现代电力能源的时代找到替代品。而一般生活中用品，即使早期手摇式电话，自带手摇发电机和干电池供电，也是脱离了现代意义的电力能源的（无需电网供电）。也就是如果不考虑成本，我们90%的生活需求可以在没有现代电力供应的条件下满足。
电化学腐蚀防护的应用，根据电化学中阴极保护/电化学防腐/排流保护的知识，在实验室中主要采用浸出法和电化学测试方法对硬质合金的电化学腐蚀性能进行研究。电化学方法主要通过动电位扫描得到硬质合金试样的极化曲线，从而得到腐蚀电位、腐蚀电流密度、临界电流密度、钝化区间最小电流密度等参数来评价硬质合金的腐蚀性能。
根据材料的电化学腐蚀行为特征, 可将金属材料分为在腐蚀介质中发生活性溶解的活性金属材料和表面可形成保护膜的钝性金属材料，对上述两种材料，利用电化学测试技术和表面分析技术, 分别探讨了表面纳米化对材料在酸性介质中电化学腐蚀行为的影响。
在所有的船舶系统中，海水系统是工作环境最恶劣的系统，它的流通介质是海水，是腐蚀性最强的天然腐蚀剂之一。所以海水系统中的管路、阀件、设备是最容易受到电化学腐蚀的。常用的防腐方法有：在不同金属接触的地方增加牺牲法兰或者牺牲管，以此削弱电解质溶液作用，中和海水中的负离子溶液作用；使用非金属材料或电位相同的金属材料，这些材料不易发生腐蚀；还有船舶上最常用的方法就是切断不同金属间的联通。
氢燃料电池，燃料电池是一种能量转化装置，它将燃料的电化学能转化成电能。它类似于电池一样也是电化学发电装置，因此被称为燃料电池。对应的采用氢气作为燃料的燃料电池就是氢燃料电池。它可以理解为水电解成氢气和氧气的逆反应。因此反应过程既清洁，又高效。因为它不受传统发动机采用卡诺循环42%左右的热效率限制。氢燃料电池的效率可轻松达到60%以上。
锂离子电池作为高效储能元件，已经广泛的应用在消费电子领域，从手机到笔记本电脑都有锂离子电池的身影，锂离子电池取得如此辉煌的成绩得益于其超高的储能密度，以及良好的安全性能。随着技术的不断发展，锂离子电池的能量密度、功率密度也在不断的提高，这其中纳米技术做出了不可磨灭的贡献。
『叁』 【高中化学】电化学装置问题
要产生电流，就要有电子的定向移动， 盐桥中是溶液 是通过盐盐溶液传递电子，盐溶闹衫液本身不带电但盐溶液中存在着许多的自由电子，所以水本液姿腔身不导电因为水中不存在自由电子，呈电中性，但盐水导电。在锌置换铜的化学反应册缺中由于质子守恒，原子守恒，电荷守恒，所以自由电子发生自由电子定向移动的现象。而且所有化学反应都遵循质子守恒，原子守恒，电荷守恒定律。
『肆』 燃料电池的原理
燃料电池（Fuel cell，又称电化学发电器）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。 由于燃料电池是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，不受卡诺循环效应的限制，因此效率高。燃料电池用燃料和氧气作为原料，没有机械传动部件，故没有噪声污染，排放出的有害气体极少。
将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转换成电能的发电装置。燃料电池理论上可在接近100%的热效率下运行，具有很高的经济性。目前实际运行的各种燃料电池，由于种种技术因素的限制，再考虑整个装置系统的耗能，总的转换效率多在45%～60%范围内友轮，如考虑排热利用可达80%以上。此外，燃料电池装置不含或含有很少的运动部件，工作可靠，弯告山较少需要维修，且比传统发电机组安静。另外电化学反应清洁、完全，很少产生有害物质。所有这一切都使得燃料电池被视作是一种很有发展前途的能源动力装置。
燃料电池是一种电化学的发电装置,等温的按电化学方式,直接将化学能转化为电能而不必经过热机过程,不受卡诺循环限制,因而能量转化效率高,且无噪音,无污染,正在成为理想的能源利用方式。同时,随着燃料电池技术不断成熟,以及西气东输工程提供了充足天然气源,燃料电池的商业化应用存在着广阔的发展前景。
技术原理
燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。这里以氢-氧燃料电池为例来说明燃料电池
氢-氧燃料电池反应原理这个反应是电解水的逆过程。电极应为： 负极：H2+2OH-→2H2O +2e-
正极：1/2O2+H2O+2e-→2OH-
电池反应：H2+1/2O2==H2O
另外，只有燃料电池本体还不能工作，必须有一套相应的辅助系统，包括反应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等。
燃料电池通常由形成离子导电体的电解质板和其两侧配置的燃料极（阳极）和空气极（阴极）、及两侧气体流路构成，气体流路的作用是使燃料气体和空气（氧化剂气体）能在流路中通过。
在实用的燃料电池中因工作的电解质不同，经过电解质与反应相关的离子种类也不同。PAFC和PEMFC反应中与氢离子（H+）相关，发生的反应为：
燃料极：H2==2H++2e-（1）
空气极：2H++1/2O2+2e-==H2O（2）
全体：H2+1/2O2==H2O（3）
在燃料极中，供给的燃料气体中的H2分解成H+和e-，H+移动到电解质中与空气极侧供给的O2发生反应。e-经由外部的负荷回路，再反回到空气极侧，参与空气极侧的反应。一系例的反应促成了e-不间断地经由外部回路，因而就构成了发电。并且从上式中的反应式（3）可以看出，由H2和O2生成的H2O，除此以外没有其他的反应，H2所具有的化学能转变成了电能。但实际上，伴随着电极的反应存在一定的电阻，会引起了部分热能产生，由此减少了转换成电能的比例。 引起这些反应的一组电池称为组件，产生的电压通常低于一伏。因此，为了获得大的出力需采用组件多层迭加的办法获得高电压堆。组件间的电气连接以及燃料气体和空气之间的分离，采用了称之为隔板的、上下两面中备有气体流路的部件，PAFC和PEMFC的隔板均由碳材料组成。堆的出力由总的电压和电流的乘积决定，电流与电池中的反应面积成比。
PAFC的电解质为浓磷酸水溶液，而PEMFC电解质为质子导电性聚合物系的膜。电极均采用碳的多孔体，为了促进反应，以Pt作为触媒，燃料气体中的CO将造成中毒，降低电极性能。为此，在PAFC和PEMFC应用中必须限制燃料气体中含有的CO量，特别是对于低温工作的PEMFC更应严格地加以限制。
磷酸燃料电池的基本组成和反应原理是：燃料气体或城市煤气添加水蒸气后送到改质器，把燃料转化成H2、CO和水蒸气的混合物，CO和水进一步在移位反应器中经触媒剂转化成H2和CO2。经过如此处理后的燃料气体进入燃料堆的埋中负极(燃料极)，同时将氧输送到燃料堆的正极(空气极)进行化学反应，借助触媒剂的作用迅速产生电能和热能。
相对PAFC和PEMFC，高温型燃料电池MCFC和SOFC则不要触媒，以CO为主要成份的煤气化气体可以直接作为燃料应用，而且还具有易于利用其高质量排气构成联合循环发电等特点。
MCFC主构成部件。含有电极反应相关的电解质（通常是为Li与K混合的碳酸盐）和上下与其相接的2块电极板（燃料极与空气极），以及两电极各自外侧流通燃料气体和氧化剂气体的气室、电极夹等，电解质在MCFC约600~700℃的工作温度下呈现熔融状态的液体，形成了离子导电体。电极为镍系的多孔质体，气室的形成采用抗蚀金属。
MCFC工作原理。空气极的O2（空气）和CO2与电相结合，生成CO32-（碳酸离子），电解质将CO32-移到燃料极侧，与作为燃料供给的H+相结合，放出e-，同时生成H2O和CO2。化学反应式如下：
燃料极：H2+CO32-==H2O+CO2+2e-（4）
空气极：CO2+1/2O2+2e-==CO32-（5）
全体：H2+1/2O2==H2O（6）
在这一反应中，e-同在PAFC中的情况一样，它从燃料极被放出，通过外部的回路反回到空气极，由e-在外部回路中不间断的流动实现了燃料电池发电。另外，MCFC的最大特点是，必须要有有助于反应的CO32-离子，因此，供给的氧化剂气体中必须含有碳酸气体。并且，在电池内部充填触媒，从而将作为天然气主成份的CH4在电池内部改质，在电池内部直接生成H2的方法也已开发出来了。而在燃料是煤气的情况下，其主成份CO和H2O反应生成H2，因此，可以等价地将CO作为燃料来利用。为了获得更大的出力，隔板通常采用Ni和不锈钢来制作。
SOFC是以陶瓷材料为主构成的，电解质通常采用ZrO2(氧化锆)，它构成了O2-的导电体Y2O3（氧化钇）作为稳定化的YSZ（稳定化氧化锆）而采用。电极中燃料极采用Ni与YSZ复合多孔体构成金属陶瓷，空气极采用LaMnO3(氧化镧锰)。隔板采用LaCrO3(氧化镧铬)。为了避免因电池的形状不同，电解质之间热膨胀差造成裂纹产生等，开发了在较低温度下工作的SOFC。电池形状除了有同其他燃料电池一样的平板型外，还有开发出了为避免应力集中的圆筒型。SOFC的反应式如下：
燃料极：H2+O2-==H2O+2e-（7）
空气极：1/2O2+2e-==O2-（8）
全体：H2+1/2O2==H2O（9）
燃料极，H2经电解质而移动，与O2-反应生成H2O和e-。空气极由O2和e-生成O2-。全体同其他燃料电池一样由H2和O2生成H2O。在SOFC中，因其属于高温工作型，因此，在无其他触媒作用的情况下即可直接在内部将天然气主成份CH4改质成H2加以利用，并且煤气的主要成份CO可以直接作为燃料利用。
『伍』 电化学装置几代产品
第四代。电戚喊化学装置：由两启宴个电极和电解质构成，电化学装置是一种将外界的能量转化为电能并将其储存于其内部，以在需要的时刻对外部电子装置，属于第四代产品，第四代HIV检测方法，是电化学发光（ECL）和免疫测定相结高旁野合的产物。
『陆』 单膜电化学装置电解质是什么
单膜电化学装置是一种将电解质分离开来的电化学研究设备，它由膜盘和对电极组成。在单膜电化学装置中，电解质是选用的特定离子溶液，它的主要功能是提供离子和电荷租猛以维持电化学反应的进行。
单膜电化学装置的电解质通常是溶解在蒸馏水中的无机盐类溶液，如氯化钠、氯化钾、硫酸钠等。此外，也可以使用有机物质作为电解质，如酸、碱等。不同的电化学研究需要使用不同的电解质，以确保反应的进行，并使得研究所得坦大的弊信桥结果更加准确和可靠。
『柒』 在电化学装置中为什么要用盐桥
这将会涉及到电势差的问题，在铜锌原电池中，利用盐桥时，分别形成外电路和内电路，这样就形成了一个闭合电路，虽然活泼金属与可反应溶液分开，在现有知识下开来时不反应的，但是在金属和溶液的接触面存在着电势差，在这种差值下，电子就有了流动的趋势，那么在闭合回路中就有了电子的运动，形成了电流，也就是构成了原电池。