▌燃料电池的产生与原理
燃料（liào）电池目前已（yǐ）经（jīng）在多个领（lǐng）域都进行了应（yīng）用尝试，虽然说（shuō）法（fǎ）上是一种“新型（xíng）电池”，其实它的出现并不新（xīn），早在（zài）1839年，英国物理学（xué）家威廉·格罗夫就制作了世界上第一个燃料电池。上世纪60年代，燃料电池就在太空探（tàn）索（suǒ）领域发挥了一定作（zuò）用（yòng）。
虽名为“燃料（liào）电池”，但其产生电量的（de）方式并（bìng）不（bú）是像内燃机（jī）一样使燃料燃烧产（chǎn）生（shēng）能（néng）量，而是在电（diàn）池内部（bù）让燃料与氧或其他催化剂进行氧化还原（yuán）反应，从而把（bǎ）燃（rán）料的化学能转化为电能。其（qí）中最常见的燃料为（wéi）氢，除了氢以外，一些（xiē）碳氢化合物（wù）例（lì）如天然气、醇（chún）、和甲烷（wán）等（děng）有时也会（huì）作燃料使用。
虽（suī）然燃料（liào）不同（tóng），但（dàn）大部分燃料电池的工作原理和工作（zuò）模式都差（chà）不多。
燃料电池内部主要由（yóu）三个相邻（lín）区段组成：阳极、电解质和阴（yīn）极。两个化学反应（yīng）发生在三个不同区段的界面之间。用初（chū）中（zhōng）生的化学语言来简单描述（shù）燃（rán）料电池（chí）的工作原理，就是消耗燃料与氧（yǎng）发生反应（yīng），最（zuì）终产生（shēng）水、二（èr）氧化碳等以（yǐ）及电能。
在阳极上，通常需要用催化（huà）剂将燃（rán）料氧化，使燃料变（biàn）成（chéng）一个正电荷的（de）离（lí）子和一个负电（diàn）荷的电子（zǐ）。然后通过经特殊处理的电解质溶液或特殊（shū）的膜将电子和离子隔离，让（ràng）离子（zǐ）通（tōng）过电解质，阻隔电子，接着让（ràng）被释放的电子穿过（guò）一（yī）条（tiáo）电线，因而产生电（diàn）流。离子通（tōng）过电解液前往阴极。一旦达（dá）到阴（yīn）极，离子与电（diàn）子团聚，并且与氧气反应，从而产生水或二氧（yǎng）化碳。
▌燃料电（diàn）池的分类（lèi）和应用
目前主流的燃料电池按（àn）电解质种类可分为主（zhǔ）要为以（yǐ）下五（wǔ）种（zhǒng）：碱性燃料电池（AFC）、磷酸型燃料电池（chí）（PAFC）、熔融碳（tàn）酸盐（yán）燃料电池（MCFC）、固体（tǐ）氧化物燃料（liào）电（diàn）池（chí）（SOFC）、质子交换膜燃（rán）料电池（chí）（PEMFC）。除此外（wài）还有（yǒu）一些类似于再生氢氧（yǎng）燃料电池(RFC)、直接醇类燃（rán）料（liào）电池（DMFC）等不常见的燃（rán）料电池。
燃料电池大致分类
根据业内人士介绍，现在市面上最（zuì）有（yǒu）发展（zhǎn）前（qián）景的两种就（jiù）是质子交换（huàn）膜燃料电池（PEMFC）和熔融（róng）碳酸盐燃料电池（MCFC）。目前应用最多的就是质子交换膜的电池，这种电池需要石墨烯作为介质膜（mó），然后用经过纳米技术处理（lǐ）的铂（bó）金等（děng）贵金属做（zuò）催（cuī）化剂，从而制成一个反（fǎn）应片，每个（gè）反应片能够产生0.7~0.9V的电压（yā），如果想使用大功率（lǜ），只需把反应片组合起来变（biàn）成一个增压后的氢燃料电堆即可。其中质子（zǐ）交（jiāo）换（huàn）膜燃料电池（PEMFC）工作温（wēn）度为100℃以内（nèi），功率输（shū）出（chū）比较低，最适合用于消费级（jí）的电池需求，从电动（dòng）汽车、无人机（jī）甚至于电脑、手机等，都可能实现（xiàn）使（shǐ）用质子膜（mó）燃料电池来进行（háng）供电。
此外，很多业内人士也重点提到（dào）了熔融碳酸（suān）盐燃料电池（MCFC），因为MCFC结（jié）构比较复杂，因为它们（men）的运行温度（dù）高导（dǎo）致启动（dòng）时间缓慢，这使MCFC系统不适合移动应用，比（bǐ）较合适定位（wèi）于固定式燃料电（diàn）池，由于其（qí）功率输出（chū）也很高（gāo），所以更适（shì）合作为发（fā）电系统（tǒng）来使用。
▌燃料电池的优劣势
优势
氢燃料电（diàn）池优势十分（fèn）突（tū）出，这也就是（shì）为什（shí）么很多从业者对（duì）其未（wèi）来的发展持乐观态度：
氢燃料（liào）电池可以不间断的提供稳定电力，直（zhí）至燃料耗尽（jìn），并且在燃料耗（hào）尽之后，能够快速补充燃料，再次进（jìn）行供电，能有效提升作业的效率。
相（xiàng）对锂电池来说（shuō），氢燃料电池更能适应环（huán）境，在环境温度非（fēi）常低的情况下不会出现锂电池那种断电的（de）情况。
寿（shòu）命长，一般（bān）氢燃料（liào）电池都（dōu）比（bǐ）锂（lǐ）电池的使用（yòng）寿命长几十倍。
氢燃料电池非常的环保，其消（xiāo）耗氢燃料产生的排放物只是（shì）水或二氧（yǎng）化碳等物质，并且待电池报废后，其中的膜（mó）和催化剂等材料都是可回收再（zài）利用（yòng）的（de）。
劣势
虽然（rán）有强于其（qí）他动力源的（de）很多优势，但氢燃料电（diàn）池的劣势（shì）也非常明显：
成本太高。据业（yè）内人士（shì）介（jiè）绍，制作质子膜（mó）电池中膜的材料为（wéi）石墨（mò）烯，目前（qián）市面（miàn）上石墨烯的成本要近1000美金1克，另外催化剂需要（yào）用一（yī）些稀有的贵金属，这（zhè）些金属本身的价值高昂不说，还需要做纳米技术处理，这就更加提（tí）升了成本。
氢燃（rán）料源不易取得，目（mù）前（qián）加（jiā）氢（qīng）站的发展还处于萌芽阶段，虽然现在市（shì）面上也有很多能（néng）够买到（dào）氢气的渠（qú）道（dào），但是往氢燃料电池中加料需要一种特殊的加（jiā）压（yā）设（shè）备（bèi），这种设备也（yě）并不是很普及。
另外，燃（rán）料的运送需要的标（biāo）准也很高，不便（biàn）于消费者移动（dòng）和携带。
氢燃料（liào）电池的安全性（xìng）也饱（bǎo）受业内人士（shì）质（zhì）疑（yí），由于（yú）氢的易（yì）燃（rán）易爆（bào）性，加之氢（qīng）燃料电（diàn）池工作是会产生的温度也过高（gāo），更增加了其（qí）发生事故的几率。
综合来看，目前氢燃料电（diàn）池的发展并不是很成熟（shú），记者（zhě）咨询了（le）很多无人机的从业者，虽然（rán）其中很（hěn）多人都承认氢燃（rán）料（liào）电（diàn）池是（shì）趋（qū）势，但就目前来（lái）说，他（tā）们对其还是报一（yī）定的悲观态度，认为（wéi）还不适合作为（wéi）无（wú）人机的动力（lì）。当然也不乏一些对氢燃料电（diàn）池信心十足（zú）的（de）从业（yè）者觉得，氢燃料电池的缺点瑕不（bú）掩瑜，很快就（jiù）能发展（zhǎn）成熟。
那（nà）么，未（wèi）来氢燃料电池会不（bú）会成（chéng）为无人机行业的刚需呢，我们还需要（yào）观望（wàng）。
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