这 Nernst 方程量化了可逆性 electromotive force 燃料电池在非标准条件下的电动势(EMF)或开路电压。它将电池电势(E)与其标准电势(E⁰)、温度以及反应物和产物的活度(用分压近似表示)联系起来。公式为 E = E⁰ ≡ RT/nF ln Q,其中 Q 为反应商。

(图片仅供参考)
这 Nernst 方程量化了可逆性 electromotive force 燃料电池在非标准条件下的电动势(EMF)或开路电压。它将电池电势(E)与其标准电势(E⁰)、温度以及反应物和产物的活度(用分压近似表示)联系起来。公式为 E = E⁰ ≡ RT/nF ln Q,其中 Q 为反应商。
这 Nernst equation is a cornerstone of electrochemistry, derived from the relationship between the change in Gibbs free energy and the cell potential, [latex]\Delta G = -nFE[/latex]. In the equation [latex]E = E^0 – \frac{RT}{nF} \ln Q[/latex], [latex]R[/latex] is the universal gas constant, [latex]T[/latex] is the absolute temperature in Kelvin, [latex]n[/latex] is the number of moles of electrons transferred per mole of reaction, and [latex]F[/latex] is the Faraday constant (charge per mole of electrons). The reaction quotient [latex]Q[/latex] for a hydrogen-oxygen fuel cell ([latex]H_2 + \frac{1}{2}O_2 \rightarrow H_2O[/latex]) is [latex]Q = \frac{p_{H_2O}}{p_{H_2} \cdot p_{O_2}^{1/2}}[/latex], where [latex]p[/latex] represents the partial pressures of the gaseous species.
该方程揭示了燃料电池行为的几个关键方面。首先,它表明电池电压随反应物分压(pH2、pO2)的升高而增加,随产物分压(pH2O)的增加而降低。其次,它描述了理想电压的温度依赖性。虽然能斯特方程定义了理论最大电压,但由于不可逆损耗(称为过电位或极化),燃料电池的实际工作电压总是低于理论值。这些不可逆损耗源于反应动力学、内阻以及电流从电池流出后出现的传质限制。
燃料电池电势的能斯特方程
(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)
只有注册会员才能免费获取完整尺寸的图片和下载内容。
> 登录 <