▌燃（rán）料电池（chí）的产生与原理
燃料电池目前已（yǐ）经在多个领（lǐng）域都进行了应用尝试，虽然说法上是一（yī）种“新型电池”，其实它的出现（xiàn）并不（bú）新（xīn），早在1839年，英国物理（lǐ）学家（jiā）威廉·格罗夫就制（zhì）作了世界上第一个燃（rán）料电池。上世纪60年（nián）代，燃料电池就在太空探索（suǒ）领（lǐng）域发（fā）挥了一定作（zuò）用。
虽（suī）名为“燃料电池”，但其（qí）产生电（diàn）量的方式并不是像内燃机（jī）一样使燃料燃烧（shāo）产（chǎn）生能量，而是在电池内部让燃（rán）料与氧或其他催化剂进（jìn）行氧（yǎng）化还（hái）原反应，从而把（bǎ）燃料的化学能转化（huà）为（wéi）电能。其中最常见的燃（rán）料为氢，除了氢以外，一些碳氢化合物例如天然气、醇、和甲烷（wán）等有（yǒu）时也会作燃料使用。
虽然燃料不同，但（dàn）大部分燃料电池的工作原理（lǐ）和工作模式都差不多（duō）。
燃料电池内部主要由三个（gè）相邻区段组成：阳极、电解质和阴极。两个化（huà）学反应（yīng）发（fā）生在三个不同区段的界面之（zhī）间。用初中生的（de）化（huà）学语言来简单（dān）描述燃料电池的工作原（yuán）理，就是消耗（hào）燃料与（yǔ）氧（yǎng）发生反应，最终产生（shēng）水、二氧化碳等以及电能。
在（zài）阳极上，通（tōng）常需要（yào）用（yòng）催（cuī）化剂（jì）将燃（rán）料氧化，使燃料变（biàn）成一个正电荷的离子和一个负电荷的电子。然（rán）后通过经（jīng）特殊处理（lǐ）的电解质溶液（yè）或特殊的膜将电子和离子隔（gé）离（lí），让离子通过电解质，阻隔电子，接（jiē）着让被（bèi）释放（fàng）的电子穿过（guò）一条电线，因而产生电流。离子通过（guò）电解液前往阴极。一旦达到阴极，离子与电子（zǐ）团（tuán）聚，并且与氧气反应，从（cóng）而产生水或（huò）二氧（yǎng）化碳（tàn）。
▌燃料电池的分类和应（yīng）用
目前（qián）主流的燃料电池按电解质种类可（kě）分为主要为以下五种：碱性燃料电（diàn）池（AFC）、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸（suān）盐燃料电（diàn）池（MCFC）、固体氧（yǎng）化物燃料电（diàn）池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）。除此外还有（yǒu）一些类似于再（zài）生氢氧燃料电（diàn）池(RFC)、直接醇类燃料电池（DMFC）等不常（cháng）见的燃料（liào）电（diàn）池。
燃料电池大致分类
根（gēn）据业内（nèi）人士介绍，现在（zài）市面上最有发（fā）展（zhǎn）前景的两种（zhǒng）就（jiù）是质（zhì）子交换（huàn）膜燃（rán）料电（diàn）池（PEMFC）和熔（róng）融碳酸盐燃（rán）料（liào）电池（chí）（MCFC）。目前应用（yòng）最多的就（jiù）是（shì）质子交换膜的电池，这种电池需要石墨烯作为介质膜（mó），然后用经过纳米（mǐ）技术处理的铂金等贵金属做催（cuī）化剂（jì），从而制（zhì）成一个反应片（piàn），每个反应片能够（gòu）产生0.7~0.9V的电（diàn）压，如果想（xiǎng）使用大功率（lǜ），只需把反应（yīng）片组合起来变（biàn）成一个增压后的氢燃料电堆即可。其（qí）中质子交换膜燃（rán）料电池（PEMFC）工作温（wēn）度为100℃以内（nèi），功率输（shū）出比较低，最适合用于消（xiāo）费级的电池需求，从电动汽车、无人机甚至于（yú）电脑、手机等，都（dōu）可能实现使用质子膜（mó）燃（rán）料电池（chí）来（lái）进（jìn）行（háng）供电。
此外，很多（duō）业内人（rén）士也（yě）重点提到了熔融碳酸盐燃料（liào）电（diàn）池（chí）（MCFC），因为MCFC结构（gòu）比较复杂（zá），因（yīn）为它们的运行温度高导致（zhì）启动时间（jiān）缓慢，这使MCFC系统不适合移动应用（yòng），比较（jiào）合适定位于固（gù）定式（shì）燃（rán）料电池，由于其功率输（shū）出也很高，所以（yǐ）更（gèng）适（shì）合作为发电系统来（lái）使用。
▌燃（rán）料电池的优劣势（shì）
优（yōu）势
氢燃料电（diàn）池优势（shì）十分突出（chū），这也就是为什么很多从业者对其未来的发展持乐（lè）观态度（dù）：
氢燃料（liào）电池可以不间断（duàn）的提供稳定电力，直至燃料（liào）耗尽，并（bìng）且在燃料耗（hào）尽之后，能够快速补充燃料，再（zài）次进行供电，能（néng）有效提升（shēng）作业的效率。
相对锂电池（chí）来说，氢燃（rán）料电池更（gèng）能（néng）适应（yīng）环境，在环（huán）境温（wēn）度非常低（dī）的情（qíng）况下不（bú）会（huì）出现（xiàn）锂电（diàn）池（chí）那种断（duàn）电的情况。
寿（shòu）命长，一般氢燃料（liào）电池都比锂电池的使用寿命长几十倍。
氢燃料电（diàn）池非常的环保，其消耗氢燃料产生的排放物只是水或（huò）二氧化碳等物质，并且（qiě）待电池报（bào）废后，其中的膜和（hé）催化剂（jì）等材料都是可回（huí）收再利用的。
劣势
虽然（rán）有强于其（qí）他动（dòng）力（lì）源的很多（duō）优势（shì），但氢燃（rán）料电（diàn）池（chí）的劣势也非（fēi）常明显：
成本太高。据业内人士介绍（shào），制作质子膜（mó）电池中膜的材料为石墨烯，目前市面上石墨烯（xī）的成（chéng）本（běn）要近1000美金1克，另外催化剂需要用一些稀（xī）有的贵金属，这些（xiē）金（jīn）属本（běn）身（shēn）的价值（zhí）高昂不说，还需要做纳（nà）米技术处理，这就更加提升了（le）成（chéng）本（běn）。
氢燃料源不易（yì）取得，目前加氢站的发展还处（chù）于（yú）萌芽阶段，虽然现在市面上也有（yǒu）很（hěn）多能够买到氢气（qì）的（de）渠道，但是往氢燃料电池中加（jiā）料需要一种特（tè）殊的加压设备，这种（zhǒng）设备也并不是很普及。
另外（wài），燃料的运送需要的标准也很高，不便于消费者移（yí）动和携带。
氢燃料电池的安全性也饱受业（yè）内人士（shì）质疑，由于（yú）氢的易燃易爆性，加之（zhī）氢燃料电池（chí）工作是会产生的温度也过（guò）高（gāo），更增加了其发生事（shì）故的几（jǐ）率（lǜ）。
综合来看，目前氢（qīng）燃（rán）料电池的发展（zhǎn）并（bìng）不（bú）是很成熟，记（jì）者咨询了很多（duō）无人机的（de）从业者，虽然其中很多人都承认氢（qīng）燃料电池是趋势，但就目前来说，他（tā）们对其还是报一定的（de）悲观态（tài）度（dù），认为还不适合作（zuò）为（wéi）无人机的动力。当然也不乏一些对氢燃（rán）料电池（chí）信心（xīn）十足的从业者（zhě）觉（jiào）得（dé），氢燃料电池的缺点（diǎn）瑕不掩（yǎn）瑜，很快就能发展成熟。
那么（me），未来氢燃料电池会不会成为无人机行业（yè）的刚需呢，我们（men）还需要观望。
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