关于此实验
将燃料电池连接到负载，并跟踪气体消耗量、水生成量和输出的电能。匹配负载电阻，找出有限的反应物库存何时耗尽。
学习目标
- 平衡氢气、氧气、水和电子的量。
- 区分端子功率与输出的总能量。
- 说明内阻以及负载匹配时的最大功率。
使用方法
- 1连接负载并记录电压、电流和功率。
- 2将负载电阻设为与内阻相等，并将其功率与附近阻值下的功率进行比较。
- 3运行至燃料耗尽，并确定受限的气体。
- 4在燃料耗尽前断开负载，并验证水和此前输出的能量仍然存在。
模型
假设
- 受调节的理想气体供料会在298.15 K下维持理想的1.229 V可逆电源，直至有限的供料库存耗尽。
- 只有固定的内部欧姆电阻会降低端电压。这里不考虑活化极化和传质极化。
- 此处的能量核算采用指定电源电压下释放的吉布斯自由能。欧姆热与负载获得的能量之和，等于可用自由能的减少量，而不是全部燃烧焓。
- 风扇是表示当前功率的指示器，不考虑转子惯性。水量表和库存量表是为了便于说明而放大的示意图。
在课堂上试试这个实验
- Q1为什么负载电阻减小时，电流会增大，而负载功率却可能降低？
- Q2为什么氢气耗尽后，氧气仍可能剩余？
常见问题
这是实际燃料电池的完整极化曲线吗？
不是。这里仅单独考察欧姆损耗和有限供给量的核算。实际电池还存在活化和传质效应。
这里所说的电效率是以燃烧焓为基准的吗？
不是。它是负载电压除以所选可逆电源电压，因此其参照值是可用的吉布斯自由能。