泰菲尔公式的表达式为，其中，b是泰菲尔斜率。文献综述

燃料电池的类型不同，则会产生不同的动力学。对于氢-氧燃料电池，阳极氢气反应比较迅速，活化能损失较小，而阴极氧气反应比较迟缓，活化能损失较大。

催化剂厚度对催化效果影响较大，需要选择合适的催化剂厚度，大多数的催化剂厚度约为10~50微米，采用较薄厚度的原因在于，厚度薄可以使气体扩散扩散更加容易，催化剂利用效率也较高。如此薄的催化剂层需要支撑层加强，一般是用一层较厚的多孔电极支撑。现在发现的最容易使用的催化剂是铂，但由于铂稀少价格贵，不利于利用，从而需要发现研究新的催化剂，而量子力学模拟工具对于催化剂的发现有着至关重要作用。

1。4 燃料电池电荷传输

流通量(J)是电荷穿过一种材料的速率定量，它是用来衡量流体在单位时间内通过一种材料单位面积上的多量。其中电荷流通量是用来衡量单位时间内流过某种材料单位面积的电荷量。必须有力的作用电荷才能移动，燃料电池中有三种主要的驱动力：电学驱动力、化学驱动力以及机械驱动力。其中最主要的事电学驱动力，表现为电压梯度，以这种方式驱动的传输过程称为传导，相应的耦合系数称为电导率。化学驱动即浓度驱动时，传输过程称为扩散，相应的耦合系数称为扩散率。机械驱动即压强驱动时，传输过程称为对流，耦合系数为粘度。

电荷传输必然要付出出一定的代价，这个代价就是电池电压会有损耗。而损耗的原因在于燃料电池导体不完美，当电荷流过时会有本征的阻碍。驱动电荷传输而损耗的电压称为欧姆过电势，服从欧姆定律，这里的R是燃料电池的欧姆电阻。燃料电池的欧姆电阻包括电极、电解质、互连线等产生的电阻，其中，电解质电阻起主要作用。

燃料电池电阻会随着形状的变化而变化，与面积成比例的变化。燃料电池通常使用面积标准化电阻（ASR）来比较不同大小的燃料电池。

燃料电池的电阻具有可加性，在厚度方向上随着厚度的增加也会增加，成比例的变化，所以导体应尽量做的薄一点，减小电荷传导的损失。但是，现实生活中有诸多限制因素，固体燃料的机械完整性、非均匀性、薄的电解质容易短路、厚度降低导致燃料渗透、接触电阻以及绝缘击穿，这些因素导致燃料电池做的不能太薄。

导体的性质也会对电阻产生重要的影响，高的电导率可以降低传输损失。而材料的电导率受两种因素影响：传输电荷的载流子数目以及载流子在材料中的迁移率。可表示为：。金属电子导体是通过电子在金属中自由移动的方式导电，而固态离子导体是由于晶体丢失原子或者额外电子从而产生缺陷，使得离子在这些缺陷点进行跳跃而导电。这两种方式的电导率差异很大。离子电导率比电子电导率小的很多，最优质的电解质离子电导率也会比金属电子的电导率小4~8个数量级。现代社会可以考虑利用的电解质有水溶液电解质、聚合物电解质以及陶瓷电解质[2,3]。

水溶液电解质需要基质材料来支撑固定，但也存在一些问题，电解质的渗透问题是比较严重的问题。电场下离子加速与液体黏度导致的摩擦阻力间的平衡决定了水溶液电解质中的迁移率即电导率。离子小电荷大的时候，迁移率大。来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-

聚合物电解质需要有固定电荷点和自由体积[4]。其中固定电荷点保证了贯穿聚合物的净电荷的平衡，这些带电节点保证了高的导电率，但是侧链上的离子带电使得聚合物的机械稳定性降低，不利于燃料电池的应用。其中应用较为广泛的一种聚合物电介质是Nafion，它的电导率随含水量的增加而增大，通过测定电解质水的含量，可以测出这种聚合物电解质的电导率[5]。