按燃料電解質(zhì)的類型來分類,燃料電池可分為質(zhì)子交換膜燃料電池(PENFC)、堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和固體氧化物燃料電池(SOFC)五大類。
①質(zhì)子交換膜燃料電池(Proton Exchange Membrane Fuel Cell,PEMFC):原理上相當于水電解的“逆”裝置。電池單體由陽極、陰極和質(zhì)子交換膜組成,陽極為氫燃料發(fā)生氧化的場所,陰極為氧化劑還原的場所,兩極都含有加速電極電化學反應的催化劑,質(zhì)子交換膜為電解質(zhì)。
②堿性燃料電池(Alkaline Fuel Cell,AFC):以強堿(如氫氧化鉀、氫氧化鈉)為電解質(zhì),氫氣為燃料,純氧或脫除微量CO2的空氣為氧化劑,采用Pt/C、Ag、Ag-Au、Ni等為電催化劑制備的多孔氣體擴散電極為氧電極,Pt-Pd/C、Pt/C、Ni制備的多孔氣體電極為氫電極。以無孔炭板、鎳板或鍍鎳甚至鍍銀、鍍金的各種金屬(如鋁、鎂、鐵等)板為雙極板材料,在板面上可加工各種形狀的氣體流動通道構成的雙極板。
③磷酸燃料電池(Phosphoric Acid Fuel Cell,PAFC):以磷酸為導電電解質(zhì)的酸性燃料電池。電池片由基材及肋條板觸媒層所組成的燃料極、保持磷酸的電解質(zhì)層、與燃料極具有相同構造的空氣極構成。在燃料極,燃料中的氫原子釋放電子成為氫離子,氫離子通過電解質(zhì)層,在空氣極與氧離子發(fā)生反應生成水。將數(shù)枚單電池片進行疊加,每數(shù)枚電池片中疊加為降低發(fā)電時內(nèi)部熱量的冷卻板,從而構成輸出功率穩(wěn)定的基本電池堆。再加上用于上下固定的構件、供氣用的集合管,構成磷酸燃料電池的電池堆。
④熔融碳酸鹽燃料電池(Molten Carbonate Fuel Cell,MCFC):由多孔陶瓷陰極、多孔陶瓷電解質(zhì)隔膜、多孔金屬陽極、金屬極板構成的燃料電池。
⑤固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell,SOFC):由電解質(zhì)、陽極或燃料極、陰極或空氣極和連接體或雙極板組成。