(1) 成本高。因为膜材料和催化剂均十分昂贵。 (2) 对氢的纯度要求高。这种电池需要纯净的氢。
因为PEMFC的工作温度低，启动速度较快，功率密度较高(体积较小)，所以很适于用作新一代交通工具动力。世界各大汽车集团竞相投入巨资，研究开发电动汽车和代用燃料汽车。从目前发展情况看，PEMFC是技术最成熟的电动车动力源，PEMFC电动汽车被业内公认为是电动汽车的未来发展方向。燃料电池将会成为继蒸汽机和内燃机之后的第三代动力系统。
六、碱性燃料电池0.5
1．碱性燃料电池的结构与工作原理
碱性燃料电池(AFC)以强碱为电解质，氢气为燃料，纯氧或脱除微量二氧化碳的空气为氧化剂，采用对氧电化学还原具有良好催化活性的Pt/C、Ag等为电催化剂制备的多孔气体扩散电极为氧化极，以Pt-Pd/C、Pt/C等具有良好催化氢电化学氧化的电催化剂制备的多孔气体电极为氢电极。
2．碱性燃料电池的特点
AFC与其它类型燃料电池相比，具有以下特点： (1) AFC具有较高的效率(50%~55%)；
(2) 工作温度大约80℃，因此，它们的启动也很快，但其电力密度却比质子交换膜燃料电池的密度低十几倍；
(3) 性能可靠，可用非贵金属作催化剂； (4) 是燃料电池中生产成本最低的一种电池；
(5) 是技术发展最快的一种电池，主要为空间任务，包括航天飞机提供动力和饮用水，用于交通工具，具有一定的发展和应用前景；
(6) 使用具有腐蚀性的液态电解质，具有一定的危险性和容易造成环境污染，此外，为解决CO2毒化所采用的一些方法，如使用循环电解液，吸收CO2等增加了系统的复杂性。
七、磷酸燃料电池1
磷酸燃料电池(简称PAEC)是以酸为导电电解质的酸性燃料电池。 1．磷酸燃料电池的结构
PAEC的电池片由基材及肋条板触媒层所组成的燃料极、保持磷酸的电解质层、与燃料极具有相同构造的空气极构成。
2．磷酸燃料电池的工作原理
PAEC使用液体磷酸为电解质，通常位于碳化硅基质中。当以氢气为燃料，氧气为氧化剂时，在电池内发生电化学反应。
3．磷酸燃料电池的特点
PAEC的工作温度要比PEMFC和AFC的工作温度略高，位于150~200℃左右，但仍需电极上的白金催化剂来加速反应。
PAEC的效率比其它燃料电池低，约为40%，其加热的时间也比质子交换膜燃料电池长。 PAEC具有构造简单、稳定、电解质挥发度低等优点。PAEC可用作公共汽车的动力，而且有许多这样的系统正在运行，不过这种电池很难用在轿车上。目前，PAEC能成功地用于固定的应用，已有许多发电能力为0.2~20MW的工作装置被安装在世界各地，为医院、学校和小型电站提供电力。
八、熔融碳酸盐燃料电池0.5 1．熔融碳酸盐燃料电池的结构
熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是由多孔陶瓷阴极、多孔陶瓷电解质隔膜、多孔金属阳极、金属极板构成的燃料电池。
单体的MCFC一般是平板型的，由电极-电解质、燃料流通道、氧化剂流通道和上下隔板组成。单体的上下为隔板/电流采集板，中间部分是电解质板，电解质板的两侧为多孔的阳极极板和阴极极板，其电解质是熔融态碳酸盐
2．熔融碳酸盐燃料电池的工作原理
燃料电池工作过程实质上是燃料的氧化和氧化剂的还原过程。燃料和氧化剂气体流经阳
极和阴极通道。氧化剂中的O2和CO2在阴极与电子进行氧化反应产生CO32-，电解质板中的CO32-直接从阴极移动到阳极，燃料气中的H2与CO32-在阳极发生反应，生成了CO2、H2O和电子。电子被集流板收集起来，然后到达隔板。隔板位于燃料电池单元的上部和下部，并和负载设备相连，从而构成了包括电子传输和离子移动在内的完整的回路。
3．熔融碳酸盐燃料电池的特点
MCFC是一种高温电池(600~700℃)，具有效率高(高于40%)、噪音低、无污染、燃料多样化(氢气、煤气、天然气和生物燃料等)、余热利用价值高和电池构造材料价廉等诸多优点，是未来的绿色电站。
九、固体氧化物燃料电池1
固体氧化物燃料电池(SOFC)属于第三代燃料电池，是一种在中高温下直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效、环境友好地转化成电能的全固态化学发电装置。
1．固体氧化物燃料电池的结构
SOFC单体主要由电解质、阳极或燃料极、阴极或空气极和连接体或双极板组成。 2．固体氧化物燃料电池的工作原理
SOFC工作时，电子由阳极经外电路流向阴极，氧离子经电解质由阴极流向阳极。
3．固体氧化物燃料电池的特点
除具备燃料电池高效、清洁、环境友好的共性外，还具有以下优点：
(1) SOFC是全固态的电池结构，不存在电解质渗漏问题，无需配置电解质管理系统，可实现长寿命运行；
(2) 对燃料的适应性强，可直接用天然气、煤气和其他碳氢化合物作为燃料； (3) SOFC发电效率高，能量密度大，能量转换效率高；
(4) 工作温度高，电极反应速度快，不需要使用贵金属作电催化剂； (5) 可使用高温进行内部燃料重整，使系统优化； (6) 低排放、低噪声； (7) 废热的再利用价值高。
(8) 陶瓷电解质要求中、高温运行(600～1000℃)，加快了电池的反应进行，还可以实现多种碳氢燃料气体的内部还原，简化了设备。
SOFC也存在不足之处：
(1) 氧化物电解质材料为陶瓷材料，质脆易裂，电堆组装较困难；
(2) 高温热应力作用会引起电池龟裂，所以主要部件的热膨胀率应严格匹配； (3) 存在自由能损失；
(4) 工作温度高，预热时间较长，不适用于需经常启动的非固定场所。 十、直接甲醇燃料电池0.5
直接甲醇燃料电池(DMFC) 是直接使用水溶液以及蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需通过重整器重整甲醇、汽油及天然气等再取出氢以供发电。
1．直接甲醇燃料电池的结构与原理
阳极和阴极分别由多孔结构的扩散层和催化剂层组成，通常使用不同疏水性、亲水性的
碳黑和聚四氟乙烯作为DMFC的阳极和阴极材料。
（1）结构
DMFC主要由阳极、固体电解质膜和阴极构成。 （2）原理
直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳，质子和电子，如同标准的质子交换膜燃料电池一样，质子透过质子交换膜在阴极与氧反应，电子通过外电路到达阴极，并做功。
碱性条件
总反应式：2CH4O+3O2=2CO2+4H2O 正极：3O2+12e?+6H20→12OH–
负极：2CH4O-12e–+12OH~→2CO2+10H2O 酸性条件 总反应同上
正极：3O2+12e–+12H+→6H2O 负极：2CH4O-12e–+2H2O→12H++2CO2
这种电池的期望工作温度为120℃以下，比标准的质子交换膜燃料电池略高，其效率大约是40%左右。直接甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池的一种变种，它直接使用甲醇而勿需预先重整。甲醇在阳极转换成二氧化碳和氢，如同标准的质子交换膜燃料电池一样，氢然后再与氧反应。
2. 直接甲醇燃料电池的特点 DMFC的突出特点为：
(1) 甲醇来源丰富，价格低廉，储存携带方便；
新能源汽车概论-电动汽车用动力电池培训资料36
