燃料電池英文解釋翻譯、燃料電池的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 fuel battery; fuel cell

分詞翻譯：

燃料的英語翻譯：

fuel
【化】 fuel
【醫】 fuel

電池的英語翻譯：

battery; cell; pile
【化】 cell; electric cell; electric cells; element; galvanic element
【醫】 battery; battery cells; electric battery

專業解析

燃料電池（Fuel Cell）是一種将燃料（如氫氣、甲醇等）與氧化劑（如氧氣）的化學能通過電化學反應直接轉化為電能的高效清潔能源裝置。其核心工作原理涉及電化學氧化還原反應，不經過燃燒過程，因此能量轉化效率顯著高于傳統熱機，且産物主要為水，實現零碳排放（當使用純氫燃料時）。

一、漢英術語解析

中文：燃料電池
英文：Fuel Cell
該術語由威廉·格羅夫（William Grove）于1839年首次提出，指通過氫氧反應發電的"氣體伏打電池"（Gas Voltaic Battery）。

二、技術原理

燃料電池由陽極、陰極、電解質隔膜組成。以氫燃料電池為例：

陽極反應：氫氣在催化劑作用下氧化，釋放電子和質子
$$ce{H2 -> 2H+ + 2e-}$$

陰極反應：氧氣結合質子和電子生成水
$$ce{1/2O2 + 2H+ + 2e- -> H2O}$$

（來源：美國能源部《燃料電池技術基礎》

三、核心特性

高效環保：理論效率達60-80%，遠超内燃機（30-35%）；
模塊化設計：可通過堆疊單電池（Unit Cell）提升輸出功率；
燃料多樣性：除氫氣外，亦可使用甲醇、天然氣等碳氫燃料。

四、應用領域

交通運輸：氫燃料電池汽車（如豐田Mirai）
固定發電：數據中心備用電源（如Bloom Energy服務器）
航天工程：阿波羅登月艙曾采用堿性燃料電池供電。

參考文獻

《牛津能源工程詞典》（Oxford Dictionary of Energy Engineering）
美國能源部. Fuel Cell Technologies Market Report (2023)
中國科學院大連化學物理研究所《燃料電池技術白皮書》
NASA Technical Report: Fuel Cell Application in Space Programs

網絡擴展解釋

燃料電池是一種将燃料（如氫氣、甲烷等）和氧化劑（如氧氣）的化學能通過電化學反應直接轉化為電能的裝置。以下是詳細解析：

一、核心原理

電化學反應機制
- 陽極反應：燃料（如氫氣）在陽極催化劑作用下分解為質子和電子，反應式為
  $$text{H}_2 rightarrow 2text{H}^+ + 2e^-$$
- 電子傳輸：電子通過外電路形成電流，驅動外部設備。
- 陰極反應：氧氣在陰極與質子和電子結合生成水，反應式為
  $$frac{1}{2}text{O}_2 + 2text{H}^+ + 2e^- rightarrow text{H}_2text{O}$$
- 能量轉化：整個過程中化學能直接轉化為電能，無需燃燒，理論效率可達60%-90%。

二、主要分類（按電解質類型）

堿性燃料電池（AFC）
- 電解質：氫氧化鉀/鈉溶液，導電離子為OH⁻
- 特點：效率高（60%-90%），但對CO₂敏感，多用于航天領域。
質子交換膜燃料電池（PEMFC）
- 電解質：固體聚合物膜，導電離子為H⁺
- 特點：低溫運行、啟動快，適用于汽車和便攜設備，需貴金屬催化劑。
固體氧化物燃料電池（SOFC）
- 電解質：氧化钇穩定氧化锆，導電離子為O²⁻
- 特點：燃料適應性強（天然氣、煤氣等），用于分布式發電。

三、結構與組成

核心部件
- 電解質隔膜：隔離燃料與氧化劑，傳導離子（如H⁺、O²⁻）。
- 電極：陽極（燃料氧化）和陰極（氧化劑還原），含催化劑層。
- 集電器：收集電流并疏導氣體（如雙極闆）。

四、優勢與局限

優點
- 能量轉化效率高于傳統燃燒發電（可達70%以上）。
- 低排放（主要産物為水）、低噪音（約50-70分貝）。
- 燃料靈活（氫氣、天然氣、甲醇等均可）。
挑戰
- 高成本（如鉑催化劑、電解質材料）。
- 壽命限制（部分類型易受雜質影響）。

五、應用領域

交通：氫燃料電池汽車（如豐田Mirai）。
分布式發電：家庭/工業熱電聯供。
特殊場景：航天器、備用電源（醫院、通信基站等）。

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