燃料电池的效率、功率与温度有什么关系?

张书一 0
文章来源:张书一
100℃,但是丰田又在搞120℃?针对这个问题,本文从以下四个方面对燃料电池效率、功率与温度之间的关系进行了分析。

PART 01
燃料电池开路电压OCV随温度升高而降低,那么效率随温度升高而降低?这个效率是什么效率?
费曼在《物理学讲义》中写道“我们应该认识到在今天的物理学中,我们还不理解什么是能量---这一点非常重要”。
能量是什么?热力学第一定律告诉我们,能量既不能制造也不能湮灭,他跑来跑去,他就在那里。在他跑来跑去的过程中,我们总结出两个好用的概念来描述能量,那就是“热量”和“功”。
进一步的,我们认为“功”是一种高等级的能量,他能随意的转变为其他任何能量,而“热量”则是最低等级的能量,其他能量转化为热量很容易。这就是热力学第二定律,熵增定律。
焓,热力学中表征物质系统能量的一个重要状态参量。吉布斯自由能,可以自由转化的那部分能量。
在室温常压下,氢-氧燃料电池△G=-237.3kJ/mol; △H=-286kJ/mol;H=G+TS (热力学第二定律:熵S)
单堆开路电压公式:E=△G/nF=1.25V (E为开路电压,n为电子数、F为法拉第常数)。
可逆高热值效率:e=△G/△H=83%
从这个角度,温度越高,开路电压越低。(对热量来说,温度越高,热量品级越高。更高温度的反应生成水,代表了排出更高品级的热量)温度越高,可逆热效率越低。(谈到效率,必然有能量损耗,此处的能量损失指的是熵)

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