(2) 反应焓与吉布斯自由能
焓是反映能量有效利用率的具体体现,所以我们还要进一步研究焓的相关知识,经研究发现,焓的基本表达式:
dH=TdS+Vdp (1-10)
如果压强不变
dH=TdS (1-11)
基于此我们可以认为焓是在常压下系统的热潜能。系统内能变化很大程度取决于化学键的重新构造。与燃烧反应相关的焓变我们称为燃烧热。所以我们主要任务就是计算反应焓,反应焓可以近似用生成物键焓减去反应物键焓,我们可以用下列公式简单说明
aA+bB→mM+nN (1-12)
A和B为反应物,M和N则为生成物,反应焓可以为
(1-13)
燃料除了放热潜能还有做功潜能,做功潜能一般用吉布斯自由能来表示。计算G的方法也很简单,等温过程用下面这个公式
(1-14)
研究吉布斯自由能我们还发现,它与电能有很大关系,用式子便是
吉布斯还可以确定一个化学反应能否自发:
>0 非自发,=0平衡,<0自发。
除了这些以外,吉布斯自由能与电压也有关系。经过研究发现
(3)可逆电压
我们需要进一步研究可逆电压的测量。标准电极电势的可逆电压测量技术已经非常成熟,下图列举了简单的目录我们可以很明显看出。对于一个完整的标准态电压我们可以简单地把电压相加
(1-17)
非标准态燃料电池的可逆电压测量比较麻烦,它的影响因素比较多,首先我们要考虑偏离程度的影响,压强的影响,温度的影响,物质活度等等。可逆电压也随温度而变化,在这里要特别强调一下可逆电压随浓度变化-能斯特方程,其方程如下论文网
1。3 燃料电池电化学反应
(1) 电极动力学简介
与一般化学反应本质的不同,一旦电化学反应发生同时在燃料电池内部伴随电子的移动。所有的燃料电池的反应是异相的,发生地点也只有在电极和电解质之间的界面上。电化学反应一旦发生必然产生或消耗电子,因此我们可以认为电流i是电化学反应速率的直接度量。单位安培I,继而我们对电流积分,即
(1-19)
用Q来代表电化学反应中全部电量他是一个总量。为了进一步研究电化学的反应速率,我们发现电流密度比电流更加直白地表现出来,定义电流密度J单位为A/cm2定义式为
J= (1-20)
(2) 电荷传输过程活化能及反应速率 阳极支撑与阴极支撑管式固体氧化物燃料电池性能的对比分析(4):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_101786.html