第六课燃料电池基础-高等工程热力学ppt课件.ppt

燃料电池基础,第六讲,2010-12-25,内容回顾-化学热力学,化学反应热效应等压热效应与反应焓变热效应与自发性化学反应熵变热力学第三定律与绝对熵反应熵变与自发性化学反应Gibbs自由能Gibbs自由能反应Gibbs自由能变与自发性Gibbs自由能变与最大其他功,法拉第电解定律 电化学反应量与电量的关系能斯特方程 电池可逆电压与反应Gibbs自由能的关系电极还原电势 电极还原电势的测量与理论计算化学势与电化学势 电化学势与电化学平衡,内容回顾-电化学热力学,对于任何一个单电子转移的还原反应,ButlerVolmer 方程,Bulter-Volmer Equation,非热力学标准态时，电极反应达到平衡，此时净反应速率为0，此时的电极电势定义为Eeq,B-V方程回归到能斯特方程,i=0,电化学反应净反应速率为0,不代表正和逆反应各自速率为0,交换电流,mA cm-2,交换电流-exchange current,Surface:电极表面浓度,Bulk：反应物本体浓度,过电势-overpotential,定义:电极实际电势与非准态时的可逆电势的差值，称为过电势，(overpotential),这种行为就叫做极化(polarization）,电流-过电势关系式,Tafel-equation,105,0.5,8.314,303,电池电流与电极电势损失的关系式,燃料电池基础,Turbine or IC engine,传统热机能量转化过程,O2,Fuel,Heat,Combustion,NOx,SOxParticulates,Mechanical energy,Electric generator,Electric current,能源问题大气环境城市污染,需求：绿色无污染的可再生能源及能源技术-可持续发展的能源系统,Shall we go back to the era when animals powered vehicles?,氢 能 系 统,氢能系统可持续发展的能源系统,现有的不可持续能源系统,未来可持续能源系统（零污染）,fossil fuels,oxygen,fossil,fuel,reserves,combustion,water,2,water,2,化石燃料,氧气,可用能源,燃烧,water,污染,水,化石燃料储藏,二氧化碳,环境,环境,可持续能源系统,氢氧燃料电池 PEMFC,