能否描述一下燃料电池的基本概念和工作机理?它与传统的燃气发动机相比具有什么显著优点？

燃料电池基本概念与工作原理

燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，其核心是电解质和电极。这种能量转换过程不涉及燃烧反应或储能设备,因此具有较高的能源利用效率及较低的排放水平。

燃料电池的主要组成部分包括阳极、阴极以及位于两极之间的电解质膜(例如PEM)。工作时，向阳极通入氢气并使其氧化分解为质子（H ） 和电子(e-)；这些离子经过电解质到达阴极处，同时在外电路中形成电流供给负载使用; 阴极处的氧气则接受来自阳极的电子并与氢离子结合生成水分子 (2H2O)，这是主要的副产物.

相对于传统的燃气发动机：
1. 更高的能效: 燃料电池的能量转化损失远低于内燃机，且可产生热量较少．
2. 无碳排放: 运作时产生的副产品仅为水和热量 ，有利于环境保护 .
3. 低噪音: 由于不需要燃烧过程中产生的机械运动部件 ,燃料电池工作时的噪音极低 ．
4. 快速响应性 : 燃料电池可在数秒内启动至最大功率输出状态 。
5. 适用于多种场景: 燃料电池既可用于汽车领域也可用于便携式电子设备等其他应用场景上