燃料电池的功率、功率与温度有什么关系？
100℃，可是丰田又在搞120℃？针对这个问题，本文从以下四个方面临燃料电池功率、功率与温度之间的联系进行了剖析。
PART 01
燃料电池开路电压OCV随温度升高而下降，那么功率随温度升高而下降？这个功率是什么功率？
费曼在《物理学讲义》中写道“咱们应该认识到在今日的物理学中，咱们还不了解什么是能量---这一点非常重要”。
能量是什么？热力学第一规律告知咱们，能量既不能制作也不能湮灭，他跑来跑去，他就在那里。在他跑来跑去的过程中，咱们总结出两个好用的概念来描绘能量，那便是“热量”和“功”。
进一步的，咱们以为“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简单。这便是热力学第二规律，熵增规律。
焓，热力学中表征物质体系能量的一个重要状况参量。吉布斯自在能，可以自在转化的那部分能量。
在室温常压下，氢-氧燃料电池△G=-237.3kJ/mol; △H=-286kJ/mol；H=G+TS (热力学第二规律：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）。
可逆高热值功率：e=△G/△H=83%
从这个视点，温度越高，开路电压越低。（对热量来说，温度越高，热量等第越高。更高温度的反响生成水，代表了排出更高等第的热量）温度越高，可逆热功率越低。（谈到功率，必定有能量损耗，此处的能量丢失指的是熵）
PART 02
燃料电池在作业时，温度越高，反响越快越简单，功率越高？这个功率是什么功率？
燃料电池作业时存在着损耗，有三种：活化丢失、欧姆丢失和浓差丢失，也可以被称为活化极化（过电压）、欧姆极化（过电压）和浓差极化（过电压）。
活化极化是指在电化学反响中保持反响正常进行，驱动电子/质子定向运动而耗费的能量，有必要战胜此能量壁垒。进步温度有助于下降此壁垒。
欧姆极化则相当于燃料电池的内阻，相同与电流成正相关。首要取决于电解质资料离子电导率。和温度联系不大。
浓差极化首要产生在大电流作业状况下，此状况下，电化学反响速度极快，电极处反响物敏捷耗费，氢气氧气得不到及时弥补，压力下降，即反响物呈现浓度差，因而被称为浓差丢失。
这三种丢失均可以经过电压降的方式表明，实践燃料电池的作业电压为：燃料电池的三种丢失都与电流密度（电流÷反响面积）相关，在低电流密度阶段活化极化是首要影响要素，中电流密度时，欧姆极化占干流，此刻燃料电池的i-V曲线根本成一直线，而高电流密度时，首要的影响要素又变成了浓差极化。可以看到，低电流密度和高电流密度时，输出电压改变较大，且不线性，因而正常运用时，应尽量运用中心线性段。
而此刻的燃料电池电压为多少呢？0.6-0.8V左右。
此刻燃料电池作业功率：e=0.6V/1.25V=48% （默许电流密度不变）
可以看出燃料电池功率和作业温度，温度越高，功率越高，首要影响要素是活化电压影响。
PART 03
燃料电池温度高时，功率越大吗？功率密度越大吗？
由上2可知，在高温时，作业电压会稍高一些。在电流不变情况下，温度越高，功率越高。
一起，功率：P=I*V，下图可见，功率随电流密度添加先升高，存在一个极点，然后下降。而燃料电池的电流和耗费燃料的量程正比，每摩尔燃料供给n摩尔电子。除了三个极化丢失，功率首要与燃料反响速率有关。
功率密度是指燃料电池能输出最大的功率除以整个燃料电池体系的分量或体积（或面积），单位是瓦/公斤或瓦/升。功率密度首要与双极板体积及分量有关。
PART 04
燃料电池温度低时，为什么最大功率被约束？
在温度较低时， 活化电压较高，导致输出电压较低，相同电流下，功率下降。
在温度较低时，排气带出的水变少，会形成水淹现象。经过下降功率，下降生成水，可防止这一现象。
在低温时，不能直接加大负载，是因为燃料电池反响速率慢，可以宣布的电少，忽然强制添加负载，燃料电池在无法满意负载的情况下会顺次产生水电解、碳腐蚀等副反响。
PART 01
燃料电池开路电压OCV随温度升高而下降，那么功率随温度升高而下降？这个功率是什么功率？
费曼在《物理学讲义》中写道“咱们应该认识到在今日的物理学中，咱们还不了解什么是能量---这一点非常重要”。
能量是什么？热力学第一规律告知咱们，能量既不能制作也不能湮灭，他跑来跑去，他就在那里。在他跑来跑去的过程中，咱们总结出两个好用的概念来描绘能量，那便是“热量”和“功”。
进一步的，咱们以为“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简单。这便是热力学第二规律，熵增规律。
焓，热力学中表征物质体系能量的一个重要状况参量。吉布斯自在能，可以自在转化的那部分能量。
在室温常压下，氢-氧燃料电池△G=-237.3kJ/mol; △H=-286kJ/mol；H=G+TS (热力学第二规律：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）。
可逆高热值功率：e=△G/△H=83%
从这个视点，温度越高，开路电压越低。（对热量来说，温度越高，热量等第越高。更高温度的反响生成水，代表了排出更高等第的热量）温度越高，可逆热功率越低。（谈到功率，必定有能量损耗，此处的能量丢失指的是熵）
PART 02
燃料电池在作业时，温度越高，反响越快越简单，功率越高？这个功率是什么功率？
燃料电池作业时存在着损耗，有三种：活化丢失、欧姆丢失和浓差丢失，也可以被称为活化极化（过电压）、欧姆极化（过电压）和浓差极化（过电压）。
活化极化是指在电化学反响中保持反响正常进行，驱动电子/质子定向运动而耗费的能量，有必要战胜此能量壁垒。进步温度有助于下降此壁垒。
欧姆极化则相当于燃料电池的内阻，相同与电流成正相关。首要取决于电解质资料离子电导率。和温度联系不大。
浓差极化首要产生在大电流作业状况下，此状况下，电化学反响速度极快，电极处反响物敏捷耗费，氢气氧气得不到及时弥补，压力下降，即反响物呈现浓度差，因而被称为浓差丢失。
这三种丢失均可以经过电压降的方式表明，实践燃料电池的作业电压为：燃料电池的三种丢失都与电流密度（电流÷反响面积）相关，在低电流密度阶段活化极化是首要影响要素，中电流密度时，欧姆极化占干流，此刻燃料电池的i-V曲线根本成一直线，而高电流密度时，首要的影响要素又变成了浓差极化。可以看到，低电流密度和高电流密度时，输出电压改变较大，且不线性，因而正常运用时，应尽量运用中心线性段。
而此刻的燃料电池电压为多少呢？0.6-0.8V左右。
此刻燃料电池作业功率：e=0.6V/1.25V=48% （默许电流密度不变）
可以看出燃料电池功率和作业温度，温度越高，功率越高，首要影响要素是活化电压影响。
PART 03
燃料电池温度高时，功率越大吗？功率密度越大吗？
由上2可知，在高温时，作业电压会稍高一些。在电流不变情况下，温度越高，功率越高。
一起，功率：P=I*V，下图可见，功率随电流密度添加先升高，存在一个极点，然后下降。而燃料电池的电流和耗费燃料的量程正比，每摩尔燃料供给n摩尔电子。除了三个极化丢失，功率首要与燃料反响速率有关。
功率密度是指燃料电池能输出最大的功率除以整个燃料电池体系的分量或体积（或面积），单位是瓦/公斤或瓦/升。功率密度首要与双极板体积及分量有关。
PART 04
燃料电池温度低时，为什么最大功率被约束？
在温度较低时， 活化电压较高，导致输出电压较低，相同电流下，功率下降。
在温度较低时，排气带出的水变少，会形成水淹现象。经过下降功率，下降生成水，可防止这一现象。
在低温时，不能直接加大负载，是因为燃料电池反响速率慢，可以宣布的电少，忽然强制添加负载，燃料电池在无法满意负载的情况下会顺次产生水电解、碳腐蚀等副反响。
