氫能電池運作原理

氫能電池正如其名，是以添加燃料以維持電力，而其所需要的燃料正是「氫」，這也是為何其被歸類在新能源；此特性使氫能電池與一般非充電電池不同，不需要用完就丟棄，也不像充電電池一樣，用完須繼續充電。

燃料電池的運作原理，也就是電池含有陰陽兩個電極，分別充滿電解液，而兩個電極間則為具有滲透性的薄膜所構成。

氫氣由燃料電池的陽極進入，氧氣（或空氣）則由陰極進入燃料電池。經由催化劑的作用，使得陽極的氫原子分解成兩個氫質子（proton）與兩個電子（electron），其中質子被氧『吸引』到薄膜的另一邊，電子則經由外電路形成電流後，到達陰極。在陰極催化劑之作用下，氫質子、氧及電子，發生反應形成水分子，因此水可說是燃料電池唯一的排放物。

作為燃料的氫可以來源於任何的碳氫化合物，如天然氣、甲醇、乙醇(酒精)、水的電解、沼氣…等等。由於燃料電池是經由利用氫及氧的化學反應，產生電流及水，不但完全無污染，也避免了傳統電池充電耗時的問題，因此能夠顯著改善空氣污染以及溫室效應。

氫能電池種類

依照電解質不同可以分成以下種類

• 鹼性燃料電池

• 質子交換膜燃料電池

• 磷酸型燃料電池

• 溶融碳酸鹽燃料電池

• 固態氧化物燃料電池

各零組件主要應用

碳布：碳布作為電池電極的集流體，具有良好的導電性，可以有效地收集和傳導電子，從而提高電池的整體性能。在燃料電池中，碳布可用作電極材料，由於其高比表面積和良好的導電性，碳布可以提供更多的反應位點，並增強電池的反應效率。或是作為電極的支撐結構，提供機械強度和穩定性，在燃料電池中，碳布常用作電催化劑的載體，支持催化劑顆粒的分佈，增加活性表面積，提高催化效率。

在質子交換膜燃料電池（PEMFC）中，碳布可以用作氣體擴散層（GDL），使反應氣體（如氫氣和氧氣）均勻分佈到電極表面，並促進反應產物（水）從電池中排出。

雙極板：碳纖維複合材料常用於製作雙極板，因為它們具有高導電性、耐化學性和機械強度。這些板對於氣體的有效分配以及在相鄰電池之間傳導電流至關重要。

MEA膜電極組：為燃料電池發電核心，中間為質子交換膜，兩側為陽極觸媒層與陰極觸媒層，氫氣燃料在陽極觸媒層區域進行氧化反應， 電子分離傳至外部通路，質子則穿越質子交換膜至陰極觸媒層處，與外界空氣中的氧氣進行還原反應。