II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

268
Ohmik ve aktivasyon kayıpları ekstradan bir kimyasal enerji gerektirmekte ve tersinir
olmayan bu enerji de ısı enerjisi olarak ortaya çıkmaktadır. Bu yüzden, V bir
elektrokimyasal reaksiyonun toplam ısıl kaynağını göstermek üzere, kayıplar aşağıdaki
gibi hesaplanmaktadır:
Elektrolit tabaka için ohmic ısınmadan kaynaklanan enerji kaynak terimi ise şöyle
verilebilir:
3.1.6. Elektrokimyasal Model
Gerçek hücre voltajı tersinir olmayan kayıplardan dolayı teorik değerinden bir
miktar sapmaktadır. Ohmik, aktivasyon ve konsantrasyon kayıplarından kaynaklanan
bu terimlerin teorik voltajdan çıkarılması ile gerçek hücre voltajı hesaplanmaktadır:
Hücre içerisindeki lokal akım yoğunluğu ise Butler-Volmer denklemi ile bulunabilir:
Burada, anot akım yoğunluğu değişimi (A/m 2 ), hidrojenin molar konsant-
rasyonu, suyun molar konsantrasyonu, türlerin toplam konsantrasyonarı
(mol/m 3 ), ve referans konsantrasyonlar (mol/m 3 ), F faraday sabiti
(C/mol), R gaz sabiti (J/(mol.K)), T sıcaklık (K), kayıpları göstermektedir.
Buradaki katot akım yoğunluğu değişimi (A/m 2 ), oksijenin molar kesirini
göstermektedir.
3.1.7. Elektrokimyasal Reaksiyonlar
Anot ve katotta meydana gelen elektrokimyasal reaksiyonlar gözenekli yapının
bütün yüzeylerinde meydana gelen hacimsel reaksiyonlar olarak tanımlanmıştır.
Anot ve katot için elektrokimyasal reaksiyonlar sırası ile Denklem (18) ve (19)’da
verilmiştir. Oksijen iyonu ise bulk madde olarak kabul edilmiştir.
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)