Title: | On the Efficiency of Electrochemical Devices from the Perspective of Endoreversible Thermodynamics |
Other Titles: | Účinnost elektrochemických zařízení z pohledu endoreverzibilní termodynamiky |
Authors: | Maršík, František Weigand, Bernhard Tomáš, Martin Tuček, Ondřej Novotný, Pavel |
Citation: | MARŠÍK, F., WEIGAND, B., TOMÁŠ, M., TUČEK, O., NOVOTNÝ, P. On the Efficiency of Electrochemical Devices from the Perspective of Endoreversible Thermodynamics. Journal of non-equilirium thermodynamics, 2019, roč. 44, č. 4, s. 425-437. ISSN 0340-0204. |
Issue Date: | 2019 |
Publisher: | De Gruyter |
Document type: | článek article |
URI: | 2-s2.0-85072307474 http://hdl.handle.net/11025/35985 |
ISSN: | 0340-0204 |
Keywords: | expanzivní práce;neexpanzivní práce;dynamická rovnováha;endoreverzibilní termodynamika;účinnost;palivový článek |
Keywords in different language: | expansion work;non-expansion work;dynamic equilibrium;endoreversible thermodynamics;efficiency;fuel cells |
Abstract: | Článek se zabývá produkcí entropie generované nerovnovážnými procesy jako důsledkem přenosu hmoty a energie. Endoreverzibilní termodynamika je založena na nereálné představě, že veškerá produkce entropie je vytvářena na hranici systému. V článku je předpokládán otevřený systém v termodynamické nerovnováze. Produkce entropie je vytvářena nerovnovážnými procesy doprovázenými tokem energie. Závěry vytvořené pro expanzivní práci (tepelné stroje) potvrzují závěry endoreverzibilní termodynamiky. Při zobecnění na neexpanzivní přeměnu energie je možné získat nový pohled na princip produkce minima entropie a související podmínku stability v ustáleném stavu. Předložená analýza přeměny energie v uzavřeném cyklu je aplikována na palivový článek (neexpanzivní přeměna energie). Maximální účinnost přeměny energie je dosažena při nulovém produkovaném výkonu. Účinnost palivového článku a tedy i účinnost jakéhokoliv zařízení využívající neexpanzivní přeměnu energie závisí na zátěži; při znalosti zátěže je možné určit maximální možnou účinnost. |
Abstract in different language: | The current work presents a concept that deals with the production of entropy generated by nonequilibrium processes in consequence of mass and energy transfer. The often used concept of endoreversible thermodynamics is based on thenon-realistic conjecture that the entire entropy production is realized at the system boundary. In this contribution, anopen system in a thermodynamically non equilibrium state is assumed. Production of entropy is generated due to nonequilibrium processes accompanied by energy conversion. The steady state of the system is maintained by a negative entropy flux. The conclusions for expansion energy conversion, i. e., thermal machines, confirm the general outcomes of the endoreversible thermodynamics. However, the presented conclusions related to non-expansion energy conversion offer a new perspective on the principle of minimum entropy production and the corresponding stability conditions at steady state. The analysis of the energy conversion in closed cycles is presented for fuel cells, i. e., nonexpansion energy conversion. The efficiency of the energy conversion is maximal at zero power output. Moreover, the efficiency of the fuel cells, and consequently the efficiency of all non-expansion energy conversion processes, depends on the load and then the maximal possible efficiency can be determined. |
Rights: | © De Gruyter |
Appears in Collections: | Články / Articles (CT2) OBD |
Files in This Item:
File | Size | Format | |
---|---|---|---|
Marsik_Thermodyn._článek.pdf | 400,23 kB | Adobe PDF | View/Open |
Please use this identifier to cite or link to this item:
http://hdl.handle.net/11025/35985
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.