燃料電池是一種電化學能量轉換裝置，通過電化學方法結合燃料(通常為氫)和氧化劑(通常為氧氣)來產生電和熱。由于燃料電池能夠在不需要燃燒的情況下將化學能直接轉換成電能，只要供應燃料，它就能提供比傳統內燃機高得多的轉換效率。與相同功率輸出的化石燃料的技術相比，更高的效率的同時還帶來更低的二氧化碳排放和更少量的SOx和NOx。

燃料電池原理

燃料電池由夾在電解質周圍的兩個電極組成。氫燃料被送入燃料電池的陽極，氧氣(或空氣)通過陰極進入燃料電池。

在陽極處，氫在催化劑的作用下分解成氫離子和電子。氫離子通過電解質擴散到陰極，電子則由外部電路流向正極，從而形成電流。在正極上，氧氣同電解液中的氫離子吸收抵達正極上的電子形成水。氫氧燃料電池直接將燃燒的化學能轉化為電能，因此其具有效率高、污染小、噪音低的特點。

燃料電池組成結構

燃料電池的主要構成組件為：電極、電解質隔膜與集電器等。

1.電極

電極主要可分為兩部分，其一為陽極(Anode)，另一為陰極(Cathode)。燃料電池的電極是燃料發生氧化反應與氧化劑發生還原反應的電化學反應場所，其性能的好壞關鍵在于觸媒的性能、電極的材料與電極的制程等。

2.電解質隔膜

電解質隔膜的主要功能在分隔氧化劑與還原劑，并傳導離子，故電解質隔膜越薄越好，但亦需顧及強度。

3.集電器

集電器又稱作雙極板(Bipolar Plate)，具有收集電流、分隔氧化劑與還原劑、疏導反應氣體等之功用，集電器的性能主要取決于其材料特性、流場設計及其加工技術。

常見的幾種燃料電池

1.SOFC

固體氧化物燃料電池(SOFC)是一種直接將燃料氣和氧化氣中的化學能轉換成電能的全固態能量轉換裝置,具有一般燃料電池的結構。

2.RFC

氫燃料電池以氫氣為燃料,與氧氣經電化學反應后透過質子交換膜產生電能。氫和氧反應生成水,不排放碳化氫、一氧化碳、氮化物和二氧化碳等污染物,無污染,發電效益高。

3.DMFC

直接以甲醇為燃料的質子交換膜燃料電池通常稱為直接甲醇燃料電池(DMFC)。膜電極主要由甲醇陽極、氧氣陰極和質子交換膜(PEM)構成。

燃料電池堆

燃料電池堆是將多個單體電池雙極板與膜電極以串聯方式層疊組合，各單體之間嵌入密封件，經前、后端板壓緊后用螺桿緊固拴牢構成。燃料電池電堆是發生電化學反應的場所，也是燃料電池動力系統核心部分。電堆工作時，氫氣和氧氣分別由進口引入，經電堆氣體主通道分配至各單電池的雙極板，經雙極板導流均勻分配至電極，通過電極支撐體與催化劑接觸進行電化學反應，并產生電流。

針對燃料電池的相關測試解決方案

在世界環境問題不斷嚴峻的今天，從節約能源和保護生態環境的角度出發，燃料電池是最有發展前途的發電技術。近年來燃料電池在載人航天、水下潛艇、分布式電站、軌道交通獲得廣泛應用，一直受到了各國政府和企業的高度關注。

NGI基于多年測試測量儀器技術研發實力及燃料電池行業應用經驗，開發出一系列針對燃料電池測試的專用儀器并廣泛應用于各燃料電池測試場景。

1.測試對象

·燃料電池單片

·燃料電池電堆

·巡檢模塊(CVM)

·DC-DC 轉換器

·氫氣循環泵

·空氣壓縮機

·燃料電池發動機系統

2.測試項目

·燃料電池放電測試

·燃料電池電壓巡檢

·燃料電池在線阻抗分析

·DC-DC轉換器測試

·氫氣循環泵及空壓機直流電源供應

·燃料電池單片電壓模擬

3.NGI方案優勢

·技術行業領先

·提供完整測試解決方案

·產品可擴展性強

審核編輯：湯梓紅