燃料動力電池組成結構

燃料動力電池的重要構成組件為：電極（Electrode）、電解質隔膜（ElectrolyteMembrane）與集電器（CurrentCollector）等。

1、電極

燃料動力電池的電極是燃料發(fā)生氧化反應與氧化劑發(fā)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。

電極重要可分為兩部分，其一為陽極（Anode），另一為陰極（Cathode），厚度一般為200－500mm；其結構與一般電池之平板電極不同之處，在于燃料動力電池的電極為多孔結構，所以設計成多孔結構的重要原因是燃料動力電池所使用的燃料及氧化劑大多為氣體（例如氧氣、氫氣等），而氣體在電解質中的溶解度并不高，為了提高燃料動力電池的實際工作電流密度與降低極化用途，故發(fā)展出多孔結構的的電極，以新增參與反應的電極表面積，而此也是燃料動力電池當初所以能從理論研究階段步入實用化階段的重要關鍵原因之一。

目前高溫燃料動力電池之電極重要是以觸媒材料制成，例如固態(tài)氧化物燃料動力電池（簡稱SOFC）的Y2O3－stabilized－ZrO2（簡稱YSZ）及熔融碳酸鹽燃料動力電池（簡稱MCFC）的氧化鎳電極等，而低溫燃料動力電池則重要是由氣體擴散層支撐一薄層觸媒材料而構成，例如磷酸燃料動力電池（簡稱pAFC）與質子交換膜燃料動力電池（簡稱pEMFC）的白金電極等。

2、電解質隔膜

電解質隔膜的重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，就現(xiàn)階段的技術而言，其一般厚度約在數(shù)十毫米至數(shù)百毫米；至于材質，目前重要朝兩個發(fā)展方向，其一是先以石棉（Asbestos）膜、碳化硅SiC膜、鋁酸鋰（LiAlO3）膜等絕緣材料制成多孔隔膜，再浸入熔融鋰－鉀碳酸鹽、氫氧化鉀與磷酸等中，使其附著在隔膜孔內(nèi)，另一則是采用全氟磺酸樹脂（例如pEMFC）及YSZ（例如SOFC）。

3、集電器

集電器又稱作雙極板（Bipolarplate），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，集電器的性能重要取決于其材料特性、流場設計及其加工技術。