燃料動(dòng)力電池組成結(jié)構(gòu)

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

1、電極

燃料動(dòng)力電池的電極是燃料發(fā)生氧化反應(yīng)與氧化劑發(fā)生還原反應(yīng)的電化學(xué)反應(yīng)場(chǎng)所，其性能的好壞關(guān)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(jié)構(gòu)與一般電池之平板電極不同之處，在于燃料動(dòng)力電池的電極為多孔結(jié)構(gòu)，所以設(shè)計(jì)成多孔結(jié)構(gòu)的重要原因是燃料動(dòng)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(zhì)中的溶解度并不高，為了提高燃料動(dòng)力電池的實(shí)際工作電流密度與降低極化用途，故發(fā)展出多孔結(jié)構(gòu)的的電極，以新增參與反應(yīng)的電極表面積，而此也是燃料動(dòng)力電池當(dāng)初所以能從理論研究階段步入實(shí)用化階段的重要關(guān)鍵原因之一。

目前高溫燃料動(dòng)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(dòng)力電池（簡(jiǎn)稱SOFC）的Y2O3－stabilized－ZrO2（簡(jiǎn)稱YSZ）及熔融碳酸鹽燃料動(dòng)力電池（簡(jiǎn)稱MCFC）的氧化鎳電極等，而低溫燃料動(dòng)力電池則重要是由氣體擴(kuò)散層支撐一薄層觸媒材料而構(gòu)成，例如磷酸燃料動(dòng)力電池（簡(jiǎn)稱pAFC）與質(zhì)子交換膜燃料動(dòng)力電池（簡(jiǎn)稱pEMFC）的白金電極等。

2、電解質(zhì)隔膜

電解質(zhì)隔膜的重要功能在分隔氧化劑與還原劑，并傳導(dǎo)離子，故電解質(zhì)隔膜越薄越好，但亦需顧及強(qiáng)度，就現(xiàn)階段的技術(shù)而言，其一般厚度約在數(shù)十毫米至數(shù)百毫米；至于材質(zhì)，目前重要朝兩個(gè)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(dǎo)反應(yīng)氣體等之功用，集電器的性能重要取決于其材料特性、流場(chǎng)設(shè)計(jì)及其加工技術(shù)。