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(2)合金成分的活度测量界面I:纯Sn的化学势界面II：合金中Sn的化学势*合金中Sn的活度为aSn因为所以测量E→aSnGibbs-Duhem公式：可求出aPb。N为mol百分数。*(3)燃料电池*(1)正极：负极：总反应式：若H2:H2O=1:1(mol)导入时，PO2c=1atm,PO2a=K-2(2)代入（1），(3)*自由能的变化，因此电池发电由氢气燃烧反应的来决定。计算，得1000K时，E~~1V.两电极间接负载，则进行下列电化学反应：Pta/YSZ界面：Ptc/YSZ界面：(4)当负载电阻非常大，电流非常小时，(4)式反应为准静态，电池内阻为不可逆过程，可以忽略，因此不断供给氢气和氧气，可以按(3)式产生电力。原理上燃料电池转换效率接近100%，这是燃料电池的最大特征。但是，实际上要在一定功率下，负载电阻不能非常大。因此通过界面和离子导电层的电流密度较大，伴之功率下降。主要表现为电池电压由1、3式理论计算的电压△V下降，称之为极化。*产生△V的原因：固体电解质的内阻产生的电压△V1σi离子电导率；d电解质层厚度；J电流密度2.电极反应的不可逆因素产生的电压降△V2△V2是电流密度I的函数，其函数关系因电极反应的类型、温度或压力不同而各异，通常为非线性关系，例如：*Ptc/YSZ/气相[O2(PO2c)]三相界面处电化学反应过程可以认为分步进行：氧吸附还原反应——氧离子向Ptc/YSZ界面扩散等，当J较小时，电子的移动过程决定反应速率，而当J增加，氧离子的Ptc/YSZ界面的供给速度支配整个反应速度，i不能超过其氧离子扩散的供给速度，当燃料电池的电压：*(4)氧泵负极：正极：*浓差电势：PO2,cPO2,a外加反电压，当E时，不产生电流；当=E时，正好抵消；当E时，产生电流；*在YSZ中产生由PO2,a（低氧压）向PO2,c（高氧压）的O2-电流。这是氧泵的原理。根据法拉第定律，氧的输送量为：因此：1A电流相当于3.8ml/min排气体量。（25℃，1atm）用于：氧分压的设定控制；气体脱氧；富氧化（不经济）*代入J1、J2、J3式用μm、η3表示，则：离子电流密度：*三、ZrO2固体电解质导电机理，导电率与固溶量的关系应用原理1）物化测量应用氧浓差电池Po2(Ⅰ)，Pt/ZrO2/PtPo2(Ⅱ)正极：Po2（I）侧化学反应(1)负极：Po2(Ⅱ)侧化学反应(2)*若用化学势μ，电化学势η表示(1)(2)的平衡条件：(3)(4)电位差计内阻非常高，当反应结束终止时：若计产生的浓差电势E，F-法拉尔常数(5)*那么（3）式-（4）式可得：(6)由（5）（6）式可以得：(7)（等于I、Ⅱ侧自由能之差G）这里：(8)若已知，E测量出，则可求出*2）电池3）氧泵O2（Po2，a），Pt/YSZ/PtO2（Po2，c）（施加电压）氧输送量符合法拉定律I/4F（molo2/s）1A电流，产生3.8me/min（25℃，latm）排气能力4）电解装置电化学反应装置混合导体*三.电导率的测量1.全电导率的测定混合电导体通常由于组成元素的化学位不同,面缺陷浓度不同，因此其电导率也不同，实际测量时，必须正确进行化学位的限制，例如：AgI要采用Ag电极，Cu2O的高温电导测量要限定氧分压，用Ag电极等。直流测量用四端电极法，避免界面附近产生的电位分布异常，如图所示：**2.电子电导率的测定方法(1)离子电流的阻断与电位分布测量法，只让电子流过，这叫做“blocking”。两端加电压分解压，只有电子流过，这时：测量试样内的电位分布,求。**电位梯度不同，因