我所理解的氢燃料电池(第九章：电堆-气体流量)
9-7 电堆的气体流量
提到气体流量，就需要引入一个概念，就是计量比，计量比指的就是反应气的实际进气量与理论上完全反应所需的气量之比。
计量比的定义虽然简单易懂，但这里需要整明白两个点：
1.实际进气量是指的哪个区域的进气量？
在燃料电池中，实际进气量一般指的是歧管处的进气量，从燃料电池系统角度来看，在设计和运行过程中，更容易在歧管处对进气量进行测量和控制，可以通过在歧管处安装流量传感器等设备来准确获取和调节进入燃料电池的反应物气体流量，以歧管处的进气量作为实际进气量来计算化学计量比，能够更好地反映燃料电池整体的反应物供应情况，便于对燃料电池系统进行整体的控制和优化。
2.理论需求的气量是指的哪个区域的所需气量？
理论上需要的气量指的是电化学反应需求的气量，也就是说发生电化学反应的区域就是理论需求的气量的区域，此区域就是催化剂层。
气体从歧管处进入之后，会经过极板流道、气体扩散层，然后才能到达催化剂层，所以对于燃料电池来说，计量比就必须要大于1，才能满足电池的正常工作。
气体流量是一个速率值，说到这，催化剂层+气体速率会想到什么？是的，就是在第三章燃料电池的动力学中的极限电流。反应气体扩散到催化剂层的速率等于催化剂层消耗气体的速率时，导致催化剂层的反应气体浓度为0，此时的电流密度就是极限电流密度。
根据第三章的方程式(3-33)可知，工作电流接近极限电流时，电压损耗迅速增大；极限电流越大，电压损耗就越小；工作电流越小，电压损耗就越小。
根据第三章的方程式(3-31)和(3-32)可知，极限电流的大小与反应物总浓度、气体扩散系数成正比，与扩散距离成反比；工作电流的大小与反应物浓度差(总浓度与催化剂层浓度)、气体扩散系数成正比，与扩散距离成反比。影响两者的区别就是催化剂层的气体浓度，催化剂层的气体浓度越大越好。
总结一下就是，计量比越大，燃料电池的性能越好。
但是过高的计量比意味着需要消耗更多的燃料和氧化剂，这无疑增加了燃料电池的运行成本，尤其是对于大规模应用的燃料电池系统，成本的增加会更加显著；
其次过高的计量比可能会导致系统整体效率下降。一方面，过量的反应物需要更多的能量来进行输送和供应，这会消耗一部分额外的能量，例如空压机；另一方面，过量的气体在电池内部流动，可能会对电极表面的反应层造成冲刷和扰动，破坏反应的稳定性，影响反应的进行，反而降低了电池的整体效率。
所以燃料电池的计量比并非越高越好，而是存在一个合适的范围。
对于燃料电池来讲，阴极处供应的反应气有两种：空气和氧气，空气中的氧气含量是20%(为了便于计算)。那就会产生一个小问题，空气的计量比是不是就是氧气的计量比的5倍呢？
其实这个问题有个误区，就是把空气的计量比定义成空气供应量与理论需要氧气量的比值，真正的空气计量比的定义是空气供应量与理论需要空气量的比值，所以理论计算下，空气的计量比与氧气的计量比应该是相同的，但是实际应用中，空气的计量要比氧气的计量比大一些，氧气计量比一般为1.2~1.5，空气计量比一般为2或更高。
空气计量比大于氧气计量比的主要原因在于，空气中氧气占比低，需通过更大流量补偿。
