2025年高职第三学年（氢能技术应用）氢能燃料电池应用基础测试题及答案

2025年高职第三学年（氢能技术应用）氢能燃料电池应用基础测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共40分）答题要求：本卷共20小题，每小题2分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.下列关于氢能燃料电池的说法，正确的是（）A.其能量转化效率比传统内燃机低B.工作时不需要外界提供能量C.氢气在负极发生氧化反应D.产物对环境有较大污染2.氢能燃料电池的核心部件不包括（）A.电极B.电解质C.催化剂D.热交换器3.以下哪种氢气制取方法相对更环保且可持续（）A.化石燃料制氢B.水电解制氢C.生物质制氢D.工业副产氢4.氢能燃料电池工作时，电子的流动方向是（）A.从正极经外电路到负极B.从负极经外电路到正极C.不发生电子流动D.随机流动5.下列关于燃料电池电解质的作用，说法错误的是（）A.传导离子B.参与电极反应C.隔开正负极D.储存电能6.氢能燃料电池的优点不包括（）A.能量密度高B.无污染C.启动速度快D.成本低7.目前制约氢能燃料电池大规模应用的主要因素是（）A.氢气制取成本高B.能量转化效率低C.体积过大D.使用寿命短8.以下哪种气体不能作为氢能燃料电池的燃料（）A.纯氢气B.富氢气体C.一氧化碳D.甲烷9.氢能燃料电池中，氧气在正极发生的反应是（）A.氧化反应B.还原反应C.分解反应D.化合反应10.燃料电池的开路电压主要取决于（）A.电极材料B.电解质种类C.燃料和氧化剂的性质D.电池体积11.下列关于氢能燃料电池的工作温度，说法正确的是（）A.只能在常温下工作B.高温有利于提高性能C.不同类型电池工作温度不同D.低温性能更好12.用于氢能燃料电池的催化剂通常是（）A.金属氧化物B.碳材料C.贵金属D.高分子材料13.氢能燃料电池的输出电压与下列哪个因素关系不大（）A.电池内阻B.负载大小C.环境湿度D.燃料浓度14.以下哪种电池属于氢能燃料电池的一种（）A.铅酸电池B.镍氢电池C.质子交换膜燃料电池D.锂离子电池15.氢能燃料电池在车辆上应用时，其动力系统的特点是（）A.动力强劲但续航短B.动力平稳且续航长C.启动慢且能耗高D.加速性能差16.当氢能燃料电池的负载增加时，其输出电流会（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小17.下列关于氢能燃料电池的维护，说法正确的是（）A.无需定期检查B.只需检查电极C.要保持电池干燥D.随意放置即可18.氢能燃料电池的输出功率与（）有关。A.电池内阻B.燃料供应量C.负载电阻D.以上都是19.目前研发的新型氢能燃料电池电解质主要目的是（）A.降低成本B.提高工作温度范围C.增加电池重量D.减少燃料消耗20.氢能燃料电池在分布式发电领域应用的优势是（）A.发电效率低B.占地面积大C.可灵活布置D.维护成本高第II卷（非选择题共60分）（一）填空题（共10分）答题要求：本大题共5小题，每小题2分，共10分。请在横线上填写正确答案。21.氢能燃料电池的基本组成包括电极、电解质和________________。22.氢气在燃料电池中发生反应的化学方程式为________________。23.燃料电池的能量转化效率通常在________________左右。24.质子交换膜燃料电池工作时，质子通过________________传导。25.提高氢能燃料电池性能的途径包括优化电极结构、改进电解质和________________。（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共4小题，每小题5分，共20分。简要回答问题。26.简述氢能燃料电池的工作原理。27.说明氢能燃料电池相比传统内燃机的优势。28.分析影响氢能燃料电池性能的主要因素。29.当前氢能燃料电池商业化面临哪些挑战？（三）材料分析题（共10分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：近年来，随着对清洁能源的需求增加，氢能燃料电池技术得到了快速发展。某研究团队对一种新型氢能燃料电池进行了测试，在不同工作条件下记录了电池的性能数据。结果显示，当工作温度在60℃时，电池的输出电压较为稳定，能量转化效率达到了65%；当温度升高到80℃时，电压略有下降，效率提高到70%；但当温度继续升高到100℃时，电压明显下降，效率也降低。同时，研究还发现，燃料中氢气的纯度对电池性能影响较大，纯度越高，性能越好。30.根据材料分析温度对该新型氢能燃料电池性能的影响。31.阐述氢气纯度对燃料电池性能的作用。（四）论述题（共15分）答题要求：本大题共1小题，共15分。论述氢能燃料电池在未来能源领域的发展前景及面临的机遇与挑战。在当今全球对可持续能源需求不断增长的背景下，氢能燃料电池作为一种极具潜力的能源技术，正逐渐崭露头角。请论述其在未来能源领域的发展前景以及所面临的机遇与挑战。（五）设计题（共5分）答题要求：本大题共1小题，共5分。32.设计一个简单的实验来初步检测氢能燃料电池的性能，说明实验步骤和预期观察到的现象。答案：1.C2.D3.B4.B5.D6.D7.A8.C9.B10.C11.C12.C13.C14.C15.B16.A17.C18.D19.B20.C21.催化剂22.2H₂+O₂=2H₂O23.60%-80%24.质子交换膜25.改进催化剂26.氢能燃料电池工作时，氢气在负极发生氧化反应，失去电子变成氢离子，电子通过外电路流向正极。氧气在正极发生还原反应，与氢离子结合生成水。电解质传导离子，使电池内部形成电流回路，从而实现化学能向电能的转化。27.优势：能量转化效率高；无污染，产物为水；噪音小；启动速度快；续航能力有潜力提升等。28.主要因素：电极材料及结构、电解质性能、催化剂活性、燃料和氧化剂的纯度及供应量、工作温度、电池内阻、负载大小等。29.挑战：氢气制取成本高；储存和运输困难；燃料电池耐久性和可靠性有待提高；基础设施不完善；成本较高，市场竞争力不足等。30.温度在60℃时，电池输出电压稳定，能量转化效率65%；80℃时，电压略有下降，效率提高到70%；100℃时，电压明显下降，效率降低。说明温度过高不利于电池性能，存在一个较优的工作温度范围。31.氢气纯度越高，燃料电池性能越好。高纯度氢气能减少杂质对电极反应和电解质传导的干扰，使电池反应更充分，从而提高输出电压、能量转化效率等性能指标。