▌燃料电（diàn）池的产生与原理
燃料电池目前已经在多个领域都（dōu）进行了应用尝试，虽然说法（fǎ）上是一种“新型电池”，其实它的出现并不新，早在1839年，英国（guó）物理学家威廉·格罗（luó）夫（fū）就制作（zuò）了世界上第一个燃料电池。上世纪60年代（dài），燃料电池（chí）就（jiù）在太（tài）空（kōng）探索领域发（fā）挥了一定作用。
虽名为（wéi）“燃料电池”，但（dàn）其产生电量的方式并不是像内（nèi）燃机一（yī）样（yàng）使燃（rán）料燃烧产生能量，而是（shì）在电池内部让燃料与氧或其他（tā）催化（huà）剂进行（háng）氧化还（hái）原反应，从而把燃料（liào）的化学（xué）能转化为电能。其中最常（cháng）见的燃料为氢，除了氢以外，一些碳氢化（huà）合物例如（rú）天然气、醇、和甲（jiǎ）烷等有时也会作燃料使用。
虽然燃料（liào）不同（tóng），但大（dà）部分燃料电池（chí）的工作原理（lǐ）和工作模式都差不多。
燃料电池内部主（zhǔ）要（yào）由三个相邻区段组成（chéng）：阳极、电解质（zhì）和阴极。两个（gè）化学反应发（fā）生（shēng）在（zài）三个不同区段的界面之（zhī）间（jiān）。用初中（zhōng）生的化学语（yǔ）言来简单描述燃料电池的工（gōng）作原理，就是消耗（hào）燃料与氧发（fā）生反应，最（zuì）终产生水、二氧化碳（tàn）等以及电能。
在（zài）阳极上，通常需要用催化剂将燃料氧化，使燃（rán）料变成一个正电荷的离子（zǐ）和一个负电荷的电子。然后通过经特殊处理的电解质溶液或特殊的膜将电子和离子隔离，让离子通过电解质，阻（zǔ）隔电子，接着让被（bèi）释（shì）放（fàng）的电子穿过一条电（diàn）线，因而产生（shēng）电流。离子通过电解液前往阴极（jí）。一旦达到（dào）阴极，离子与电子（zǐ）团聚，并且（qiě）与（yǔ）氧（yǎng）气反应（yīng），从而产生水或（huò）二氧化碳。
▌燃（rán）料电池（chí）的分类和应用
目前主（zhǔ）流的燃料（liào）电池按电解（jiě）质种（zhǒng）类可（kě）分为主要为以下五种：碱（jiǎn）性（xìng）燃（rán）料电池（AFC）、磷酸（suān）型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃（rán）料电池（MCFC）、固（gù）体氧化物燃（rán）料电池（SOFC）、质子（zǐ）交换（huàn）膜燃（rán）料电池（PEMFC）。除此外还有一些类似（sì）于再生氢（qīng）氧燃料电池（chí）(RFC)、直接醇类燃料电池（chí）（DMFC）等不常见的燃（rán）料电池。
燃料（liào）电池大致分（fèn）类
根据（jù）业（yè）内人（rén）士介绍（shào），现在（zài）市（shì）面上最（zuì）有发展（zhǎn）前（qián）景（jǐng）的两（liǎng）种（zhǒng）就（jiù）是质（zhì）子（zǐ）交（jiāo）换膜燃料电（diàn）池（chí）（PEMFC）和熔融碳酸盐燃（rán）料电（diàn）池（MCFC）。目前应（yīng）用（yòng）最多的就（jiù）是质（zhì）子交换膜的电（diàn）池，这种电池需要（yào）石墨烯作为介质膜，然后用经过纳（nà）米技（jì）术处理的铂（bó）金等贵金属做催化剂，从而制成一个反应片，每个（gè）反应片能够产生0.7~0.9V的电压，如果想使用（yòng）大功率，只需（xū）把反应（yīng）片组合起来变成一个增压后（hòu）的氢燃料电堆即可。其（qí）中质子交（jiāo）换膜燃料电池（PEMFC）工（gōng）作温度为100℃以内，功率输出比较低，最（zuì）适合用于消费级的电池需（xū）求，从电动汽（qì）车、无人机（jī）甚至于电（diàn）脑、手机等，都可能实现（xiàn）使用质子膜燃料电池（chí）来进行供电（diàn）。
此外，很多业内人士也重点提到了熔融碳酸盐（yán）燃料电池（MCFC），因为MCFC结（jié）构比较复（fù）杂，因为（wéi）它们的运行温度高导致启（qǐ）动时间缓慢，这使MCFC系统（tǒng）不（bú）适合（hé）移动应用（yòng），比（bǐ）较（jiào）合适定（dìng）位于（yú）固定式（shì）燃料电（diàn）池，由于其（qí）功率输出（chū）也（yě）很高，所以更（gèng）适合作为（wéi）发电系（xì）统（tǒng）来（lái）使（shǐ）用（yòng）。
▌燃料电池（chí）的优劣势
优势
氢燃料电池优势十分突出，这（zhè）也就是（shì）为什么很多从业者对（duì）其（qí）未（wèi）来的发展持（chí）乐观（guān）态度：
氢燃料电池（chí）可以不（bú）间断的提供稳定电力，直至燃料耗尽，并（bìng）且在燃料耗尽（jìn）之后，能（néng）够（gòu）快速补充（chōng）燃（rán）料，再次（cì）进行供电（diàn），能有效（xiào）提升作业（yè）的效（xiào）率。
相对（duì）锂电池来说，氢燃料电池更能适应（yīng）环境，在环（huán）境（jìng）温度非常低的情况下（xià）不（bú）会出现锂电池那种断电的情况。
寿命长，一般（bān）氢燃料电（diàn）池都比锂电（diàn）池的使用寿命长（zhǎng）几十（shí）倍。
氢燃料电（diàn）池非常的环保，其消耗氢燃料产生的排放物（wù）只是水或二氧化碳（tàn）等物质，并且待电池（chí）报废后（hòu），其中的膜和催（cuī）化剂等材料都是可（kě）回收再利用的。
劣（liè）势（shì）
虽然有强（qiáng）于（yú）其（qí）他动力源（yuán）的很多优势，但氢燃料电池的劣（liè）势也（yě）非常明显：
成本太高。据业内（nèi）人士介绍，制作质（zhì）子膜（mó）电池中（zhōng）膜（mó）的材料（liào）为石墨烯，目前市面上石墨（mò）烯的成本要近1000美金1克，另（lìng）外催化（huà）剂需要用一些稀（xī）有的贵金属，这些金（jīn）属本（běn）身的价值（zhí）高昂不（bú）说，还需要做纳米技（jì）术处理，这就更加提（tí）升（shēng）了成本。
氢燃料源不易取得（dé），目前（qián）加氢站的发展还处于（yú）萌芽（yá）阶段，虽然现在市面上也（yě）有很多能够买到氢气的渠道，但是往氢燃料电池中加料需要一种特殊的加压设备，这种设备也（yě）并（bìng）不（bú）是很普及。
另外（wài），燃料的运送需要（yào）的标准（zhǔn）也很高，不便于消费者移动和（hé）携带。
氢燃料电（diàn）池的安全（quán）性也饱受业内人士质疑，由于氢（qīng）的易燃易爆性，加之氢燃（rán）料电池工作是会产生（shēng）的温（wēn）度（dù）也过高，更增加了（le）其发生事故的（de）几率。
综合来看，目前（qián）氢燃料（liào）电（diàn）池的发展并不是很成熟，记（jì）者咨询（xún）了很（hěn）多无人机的（de）从业者，虽然其（qí）中很多人都承认氢燃料电池（chí）是趋势，但就目前来说，他们对其还是报（bào）一定的悲观态（tài）度，认为还不适合作（zuò）为无人（rén）机的动力（lì）。当然也不（bú）乏一（yī）些对氢燃料电池信（xìn）心十足的从业者觉得，氢燃（rán）料电（diàn）池（chí）的（de）缺点瑕不掩瑜，很快就（jiù）能发展成熟。
那么（me），未来（lái）氢燃料电池会不会成为无人机（jī）行业的刚需呢（ne），我（wǒ）们还需要观望。
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