Opgave 3: SOF-celler på Risø

I praksis er brændselscellerne sammensat i bundter, såkaldte cellestakke. Den allerførste danske cellestak med mange celler var opbygget som syv delstakke med 10 celler i hver. Under drift har det vist sig, at det største problem er utætheder. Herved kommer der luft ind til gaselektroden, og så afbrændes gassen (brinten) i stedet for at blive omsat elektrokemisk.

Den bedst fungerende cellestak på Forkningscenter Risø var en 10-celle stak, der afgav en samlet ydre effekt på 159 W. I denne stak sad 10 enkelt-celler i serieforbindelse. Hver af cellerne havde en elektromotorisk kraft på 1,05 V og en indre modstand på 0,0102 W.

  1. Beregn den elektromotoriske kraft og indre modstand for hele stakken.

  2. Forklar, at effekten i det ydre kredsløb kan beregnes efter følgende udtryk:

Py = Uo . I - Ri . I2

  1. Benyt ovenstående udtryk til at tegne en (I,Py)-graf.

  2. Hvilken strøm afgiver stakken, når Py = 159 W?
    NB!: Der er to løsninger. Hvilken er den bedste?

  3. Beregn effekten afsat i cellens indre modstand ved denne strømstyrke.

  4. Bestem hv, og vurder den samlede virkningsgrad h.

  5. Sammenlign resultatet fra spørgsmål f) med virkningsgraden fra andre batterier. Data for andre batterier kan enten findes ved egne eksperimenter eller ved opslag i Databogen.