Степента на поляризация напрежение от разликата на потенциала на електрода под ток и currentless

Големината на електрод поляризация напрежение определя от потенциалната разлика и ток без ток.

Обикновено има три вида на поляризацията: концентрация, или електрохимично активиране и резистивен.

Концентрация поляризация се дължи на факта, че концентрацията на веществото около електрода, когато ток е различна от концентрацията на веществото в разтвора на насипно състояние, тъй като доставката или премахване на вещества, които не се справи с консумация на тези вещества върху електрода. Концентрация поляризация е свързано с тока, протичащ в уравнението на електрод

където JPR - ограничаване на тока, т.е. Максималният ток, който може да бъде получен при тези условия на електрода на единица повърхност електрод:

където D - коефициент на дифузия се подава към материала на електрода; CV - концентрация в разтвора на насипни; # 948; - дебелина на дифузия слой до повърхността на електрода.

Дебелината на дифузия слой # 948;, в която промяната на концентрацията на вещества от реакцията се наблюдава на електрода, на практика, се приема равен 10-3sm. В продължение на горивни клетки водород кислород, например, чрез увеличаване на текущия потенциал на електрод водород става по-положителни и потенциала на електрод кислород се измества в отрицателна посока. Потенциалният разликата намалява, т.е. Затягащ намалява напрежението на ТЕ. Тази пристрастия потенциали или непродуктивно загуба на енергия в ТЕ се налага да се ускори дифузията на активните вещества. Мощност, равна на поляризацията на концентрация в консумира в отделяне на топлина вътре в горивните клетки ток.

Степента на реакцията на електрод електрохимична поляризация (пренапрежение) зависи от естеството на реакцията, температурата на електроден материал и плътност на тока. Неговото присъствие може да се обясни с факта, че отделните компоненти на общата реакция на този електрод, протичат бавно и прекарани тяхното активиране на потенциала на електрода.

Омичен поляризация се дължи на омичното съпротивление на електролита и електродите. Омични загуби може да се увеличи поради образуването оксид и появата на различни органични филми по повърхността на електродите намаляващи концентрация йони в реакционната зона.

Практически горивни клетки под теоретичната ефективност, тъй като Затваряне на напрежението U-долу EMF поради поляризация елемент и съпротивителни загуби в елемента:

където Е - EMF елемент; R1 и R2 - устойчивост проводници от първия и втория вид в клетката; # 8710; Е - клетъчна поляризация, равна на сумата на катодна и анодна поляризация:

На свой ред, на катода (# 8710, # 949; к) и анодна (# 8710, # 949; а) са сумата от поляризацията на концентрация и електрохимично поляризация на анода и катода:

# 8710; # 949; к = # 8710; # 949; край на + # 8710; # 949; е-мейл, за да ;;

# 8710; # 949; а = # 8710; # 949; конц а + # 8710; # 949; д и.

За увеличаване на ефективното и ефикасно функциониране е необходимо да се повиши ефективността на ТЕ Стягащ напрежение елемент. От уравнение (15), ние виждаме, че това може да бъде постигнато чрез намаляване на поляризацията на горивни клетки и омичните загуби.

Намалена ТЕ поляризация може да се постигне с повишаване на температурата, разбъркване на електролита, увеличаване на концентрацията или парциалното налягане на вещества, доставени на електрода, като се използват катализатори, увеличена повърхност електрод. Омичен поляризация елемент може да бъде намалена чрез увеличаване на електролита проводимостта и намаляване на разстоянието между електродите. Проводимостта се определя чрез йонна подвижност и концентрация. Подвижността на йони и следователно електрическата проводимост на електролита се повишава с повишаване на температурата. За много електролити зависимост от проводимостта на температура, се изразява с уравнението

,

където К - коефициент температура, Т - температура, К. Стойността на коефициента на температура при различни температури не е постоянна и варира киселини 0,010-0,015, основи - 0,016-0,020, соли - 0,020-0,025.

характеристика на ток напрежение на горивната клетка.

Графично представяне на напрежението или енергия от горивни клетки плътност на тока се нарича волт-амперна характеристика (IV характеристика) ТЕ. Типични ТЕ VAC (водород, кислород горивна клетка) е показана на Фигура 2