Масштабирование топливных элементов
Иногда данные о технических характеристиках ТЭ представляют в виде зависимости напряжения от плотности тока, а не от силы тока. Такой подход позволяет производить масштабирование топливных элементов, т. е. оценивать технические характеристики больших топливных элементов на основе данных о :арактеристиках меньших экземпляров того же типа.
Рассмотрим топливный элемент, имеющий площадь активной поверхности электродов, равную Aq, и вольт-амперную характеристику, описываемую уравнением
|
Vl — К — ^внутр </ • |
(87) |
|
Так как |
|
|
II |
(88) |
|
то уравнение (87) преобразуется к виду |
|
|
VL = VX- 7?uHyrp оAqJ = VX — 9XJ. |
(89) |
Если теперь создать элемент такой же конструкции с использованием тех же материалов, но с другим значением площади активной поверхности А, тогда, очевидно, внутреннее сопротивление станет равным:
так как R = рА / L (при условии, что толщина ячейки не изменяется).
Напряжение холостого хода не зависит от площади активной поверхности, “оэтому его значение остается прежним. Таким образом, выходное напряжение 6>дет равно:
Другими словами, удельное сопротивление более крупного топливного мента равно удельному сопротивлению меньшего ТЭ, а зависимость напряже от плотности тока для обоих элементов одинаковая, тогда как их вольт-ампер характеристики могут отличаться.
Масштабирование ТЭ на практике может оказаться не такой простой зада При изменении габаритных размеров ТЭ возникают проблемы с отводом те ты и управлением распределением воды в элементе. Те же проблемы возник при объединении отдельных ТЭ в батареи для увеличения общего напряже что делается производителями ТЭ практически всегда.