關於此實驗
將燃料電池連接至負載，並追蹤氣體消耗量、水生成量和輸出的電能。匹配負載電阻，找出有限的反應物存量何時耗盡。
學習目標
- 平衡氫氣、氧氣、水和電子的量。
- 區分端子功率與輸出的總能量。
- 說明內阻以及負載匹配時的最大功率。
使用方法
- 1連接負載並記錄電壓、電流和功率。
- 2將負載電阻設為與內阻相等，並將其功率與鄰近阻值下的功率進行比較。
- 3運轉至燃料耗盡，並找出受限的氣體。
- 4在燃料耗盡前斷開負載，並確認水和先前輸出的能量仍然存在。
模型
假設
- 受調節的理想氣體供料會在298.15 K下維持理想的1.229 V可逆電源，直到有限的供料存量耗盡。
- 只有固定的內部歐姆電阻會降低端電壓。這裡不考慮活化極化和質傳極化。
- 此處的能量核算採用指定電源電壓下釋放的吉布斯自由能。歐姆熱與負載獲得的能量總和，等於可用自由能的減少量，而不是全部燃燒焓。
- 風扇是表示目前功率的指示器，不考慮轉子慣性。水量表和存量表是為了便於說明而放大的示意圖。
在課堂上試試這個實驗
- Q1為什麼負載電阻減小時，電流會增加，而負載功率卻可能降低？
- Q2為什麼氫氣耗盡後，氧氣仍可能剩餘？
常見問題
這是實際燃料電池的完整極化曲線嗎？
不是。這裡僅單獨考察歐姆損耗和有限供給量的核算。實際電池還存在活化和質傳效應。
這裡所說的電效率是以燃燒焓為基準嗎？
不是。它是負載電壓除以所選可逆電源電壓，因此其參照值是可用的吉布斯自由能。