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TUhjnbcbe - 2021/9/19 19:08:00
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来源:燃料电池小课堂 

燃料电池的性能可以用电流-电压特性图来表征,也就是电流-电压曲线图,具体显示为在给定电流输出下的电压输出。

为了使不同的燃料电池的i-V电压电流曲线具有可比性,通常将电流按燃料电池的有效面积标准化,即用电流密度(A/cm2)表征。在燃料电池中,实际的输出电压压比理想的热动力学预计的电压要小。此外,实际燃料电池的输出电流越大,电压输出就越低,从而限制了可以释放的总功率。燃料电池的功率P=i×V。燃料电池的功率密度曲线可在电流电压i-V曲线中构造。即,在i-V曲线中,每一点的电压值乘以相对应的电流密度值即可得到功率密度曲线。燃料电池的功率密度随着电流密度的增加而增加,当燃料电池的功率密度达到峰值后,随即随着电流密度的增加开始下降。在燃料电池设计时,一般设计成工作在功率密度峰值或低一些的值。在低于功率密度峰值处的电流密度处,电压效率提高,而功率密度降低。在高于功率密度最大值处的电流密度处,电压效率和功率密度都降低。一般来说,燃料电池输出的电流越多,损耗也越大,具体又包括三种主要的燃料电池损耗,它们决定了燃料电池i-V曲线的特征形状,即:活化损耗欧姆损耗浓度损耗其中,1、活化损耗表示的是由反应动力学引起的活化损耗;2、欧姆损耗表示的是离子和电子传导引起的欧姆损耗;3、浓度损耗表示的是由质量传输引起的浓度损耗。

这三种损耗导致了燃料电池i-V曲线的特征形式,其中,活化损耗主要影响i-V曲线的初始部分,欧姆损耗主要体现在曲线的中间部分,浓度损耗在曲线末端最为显著。

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