PART 01
燃料電池開路電壓OCV隨溫度升高而降低组砚，那么效率隨溫度升高而降低吻商？這個效率是什么效率？
費曼在《物理學講義》中寫道“我們應該認識到在今天的物理學中糟红，我們還不理解什么是能量---這一點非常重要”址檀。
能量是什么？熱力學第一定律告訴我們匣夭，能量既不能制造也不能湮滅绍堪，他跑來跑去勇湃，他就在那里。在他跑來跑去的過程中璃疫，我們總結(jié)出兩個好用的概念來描述能量迅忙，那就是“熱量”和“功”。
進一步的窖韧，我們認為“功”是一種高等級的能量姆巨，他能隨意的轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌魏文芰浚?ldquo;熱量”則是最低等級的能量姐蝠，其他能量轉(zhuǎn)化為熱量很容易嫩碘。這就是熱力學第二定律，熵增定律驹柴。
焓饼瓮，熱力學中表征物質(zhì)系統(tǒng)能量的一個重要狀態(tài)參量。吉布斯自由能夹厌，可以自由轉(zhuǎn)化的那部分能量豹爹。
在室溫常壓下，氫-氧燃料電池△G=-237.3kJ/mol; △H=-286kJ/mol矛纹；H=G+TS (熱力學第二定律：熵S）
單堆開路電壓公式：E=△G/nF=1.25V （E為開路電壓臂聋，n為電子數(shù)、F為法拉第常數(shù)）或南。
可逆高熱值效率：e=△G/△H=83%
從這個角度孩等，溫度越高，開路電壓越低采够。（對熱量來說肄方，溫度越高，熱量品級越高蹬癌。更高溫度的反應生成水权她，代表了排出更高品級的熱量）溫度越高，可逆熱效率越低逝薪。（談到效率隅要，必然有能量損耗，此處的能量損失指的是熵）
燃料電池在工作時刷航，溫度越高讥啤，反應越快越容易，效率越高启尚？這個效率是什么效率睬仿？
燃料電池工作時存在著損耗，有三種：活化損失纤秃、歐姆損失和濃差損失淹郎，也可以被稱為活化極化（過電壓）衔侯、歐姆極化（過電壓）和濃差極化（過電壓）。
活化極化是指在電化學反應中維持反應正常進行氛硬，驅(qū)動電子/質(zhì)子定向運動而消耗的能量，必須克服此能量壁壘痛的。提高溫度有助于降低此壁壘田蔑。
歐姆極化則相當于燃料電池的內(nèi)阻，同樣與電流成正相關(guān)梆栏。主要取決于電解質(zhì)材料離子電導率紫磷。和溫度關(guān)系不大。
濃差極化主要發(fā)生在大電流工作狀態(tài)下做个，此狀態(tài)下鸽心，電化學反應速度極快，電極處反應物迅速消耗居暖，氫氣氧氣得不到及時補充顽频，壓力下降，即反應物出現(xiàn)濃度差太闺，因此被稱為濃差損失糯景。
這三種損失均可以通過電壓降的形式表示，實際燃料電池的工作電壓為：燃料電池的三種損失都與電流密度（電流÷反應面積）相關(guān)省骂，在低電流密度階段活化極化是主要影響因素蟀淮，中電流密度時，歐姆極化占主流钞澳，此時燃料電池的i-V曲線基本成一直線怠惶，而高電流密度時，主要的影響因素又變成了濃差極化轧粟〔咧危可以看到，低電流密度和高電流密度時梯盹，輸出電壓變化較大俗股，且不線性，因此正常使用時约绒，應盡量使用中間線性段馁言。
而此時的燃料電池電壓為多少呢？0.6-0.8V左右痛主。
此時燃料電池工作效率：e=0.6V/1.25V=48% （默認電流密度不變）
可以看出燃料電池效率和工作溫度群骂，溫度越高，效率越高蚂芹，主要影響因素是活化電壓影響谱聂。
燃料電池溫度高時孙鼎，功率越大嗎？功率密度越大嗎桐装？
由上2可知升慕，在高溫時，工作電壓會稍高一些害切。在電流不變情況下旅急，溫度越高，功率越高牡整。
同時藐吮，功率：P=I*V，下圖可見逃贝，功率隨電流密度增加先升高谣辞，存在一個頂點，然后降低沐扳。而燃料電池的電流和消耗燃料的量程正比泥从，每摩爾燃料提供n摩爾電子。除了三個極化損失迫皱，功率主要與燃料反應速率有關(guān)歉闰。
功率密度是指燃料電池能輸出最大的功率除以整個燃料電池系統(tǒng)的重量或體積（或面積），單位是瓦/公斤或瓦/升卓起。功率密度主要與雙極板體積及重量有關(guān)和敬。
燃料電池溫度低時，為什么最大功率被限制戏阅？
在溫度較低時肚乓， 活化電壓較高，導致輸出電壓較低做法，相同電流下案帆，功率降低。
在溫度較低時反饲，排氣帶出的水變少捎梢，會造成水淹現(xiàn)象。通過降低功率堵闪，降低生成水摹搂，可避免這一現(xiàn)象。
在低溫時涤玷，不能直接加大負載指佳，是因為燃料電池反應速率慢，能夠發(fā)出的電少，突然強制增加負載捏梯，燃料電池在無法滿足負載的情況下會依次發(fā)生水電解稿施、碳腐蝕等副反應。
