为什么“燃料”在电池中能发电?
有一种电池叫燃料电池,很多人对这个名字不太理解:这种装置所用的燃料在哪里?它和普通电池有什么不一样?
说到燃料电池中的“燃料”,当然不同于生活中通过燃烧产生能量的煤、油、气等传统燃料。你听说过基础化学中的“水电解”反应吗?它是指如果让强大的电流从水中经过,水便会分解为氢和氧。燃料电池的原理正好和水电解过程相反,是通过特殊的装置,使氢和氧发生反应,产生电能。其中,氢和氧就是产生电能的“燃料”,当然,它们的化学反应并不发生燃烧。燃料电池产生能量的过程,既不像火力发电那样通过燃烧煤炭产生的热量来转换成电能,也不像普通电池那样一次性装填化学反应物质(化学反应结束电池就没电了),和蓄电池或锂电池反复充电的方式也不同。实际上,燃料电池并不能“储电”,它更像是一个可大可小的“发电站”。只要源源不断地为燃料电池输入燃料——氢(或其他燃料)和氧,氢和氧反应形成水的过程中,会伴随着带电粒子的移动,从而就能持续地输出电能。水中有大量的氢,空气中有大量的氧,这两种“燃料”可以说是取之不尽、用之不竭。因此,燃料电池的燃料是可持续再生的,其发电后所产生的水还可以不断地循环利用,从中再提取氢燃料。
燃料电池除了方便家庭等小型用电户单独使用,还具有许多优点。例如,它直接将化学能转化为电能,能量转换效率要比火力发电、核能发电高得多,可达到45%~60%;燃料电池没有任何机械振动和噪声,也不会排放有害气体;相比其他供电方式,燃料电池在短短数秒钟内就能达到最大的额定功率,“即输即用”的本领可让人们免除苦苦等待电池充电的烦恼。
当然,燃料电池的研制是一项高新技术,其中制氢和贮氢更是关键,这使得燃料电池的价格还比较昂贵。不过,随着新技术的发展,可以相信,燃料电池作为一种新兴的电能供给方式,一定会在不久的将来更多地应用于人们的生活中,为人们带来更多便利。