第89题- 什么是燃料电池？它们在发电上有什么优点？

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燃料电池（英语：Fuel cell）是一种主要透过氧或其他氧化剂进行氧化还原反应，把燃料中的化学能转换成电能的发电装置。最常见的燃料为氢，其他燃料来源来自于任何的能分解出氢气的碳氢化合物，例如天然气、醇、和甲烷等。燃料电池有别于原电池，优点在于透过稳定供应氧和燃料来源，即可持续不间断的提供稳定电力，直至燃料耗尽，不像一般非充电电池一样用完就丢弃，也不像充电电池一样，用完须继续充电，也因此透过电堆串连后，甚至成为发电量百万瓦(MW)级的发电厂。

1839年，英国物理学家威廉·葛洛夫制作了首个燃料电池。而燃料电池的首次应用就在美国国家航空航天局1960年代的太空任务当中，为探测器、人造卫星和太空舱提供电力。从此以后，燃料电池就开始被广泛使用在工业、住屋、交通等方面，作为基本或后备供电装置。

现今生活中存在多种燃料电池，但它们运作原理基本上大致相同，必定包含一个阳极，一个阴极以及让电荷通过电池两极的电解质。电子由阳极传至阴极产生直流电，形成完整的电路。各种燃料电池是基于使用不同的电解质以及电池大小而分类的，因此电池种类变得更多元化，用途亦更广泛。由于以个体燃料电池计，单一颗电池只能输出相对较小的电压，大约0.7V，所以燃料电池多以串连或一组的方式制造，以增加电压，配合应用需求。

另一方面，燃料电池产电后会产生水与热，基于使用不同的燃料，有可能产生极少量二氧化碳和其他物质，对环境的污染比原电池及化石燃料发电厂少，是一种绿色能源。燃料电池的能量效率通常为40-60％之间；如果废热被捕获使用，其热电联产的能量效率可高达85％。

燃料电池的市场正在增长，据派克研究公司（Pike Research）估计，到2020年固定式燃料电池市场规模将达到50 GW。

质子传导燃料电池的示意图