The relation between power output and energy efficiency of the solid-electrolyte fuel cell, which may contain some electronic conduction in the electrolyte, is discussed quantitatively with respect to its total conductivity and ion transference number, assuming that the polarization of the cell is only ohmic.
The energy efficiency based on the free enthalpy change in the cell reaction has a maximum value which depends only on the ion transference number. In order to obtain an efficiency of greater than 0.5, the transference number of ion should be greater than at least 0"9.
The power output of the cell is a complicated function of the efficiency and the ion transference number, but it is a linear function of the total conductivity of the electrolyte. Consequently, we conclude that an electrolyte containing some electronic conduction could be used for fuel cells if its total conductivity were fairly high and its ion transference number were greater than 0"9.
Rrsnm~--Discussion quantitative de la relation entre la puissance fournie et le rendement 6nergrtique de piles ~ combustibles tt 61ectrolyte solide, dans lequel une certaine conduction 61ectronique peut intervenir; supposant une polarisation de cellule uniquement ohmique, la conductivit6 totale et le hombre de transport ionique sont pris en considrration. La valeur maximale du rendement 6nergrtique, basre sur l'enthalpie libre rractionnelle, drpend seulement du nombre de transport ionique; ce dernier doit exc~der 0,9 pour obtenir un rendement sup~rieur h 0,5, La puissance fournie est une fonction compliqure du rendement et du nombre de transport, mais une fonction linraire de la conductivit6 totale. L'on peut conclure pratiquement qu'un 61ectrolyte tL haute conductivit6 totale et ~ nombre de transport ionique suprrieur ~ 0,9 convient ~ une pile ~t combustible, s'il manifeste quelque conductibilit6 61ectronique.
Zusammenfassung--Man diskutiert die quantitativen Beziehungen zwischen Nutzleistung und Wirkungsgrad von Brennstoffzellen mit festem Elektrolyten, welcher einen elektronischen Leitf~ihigkeitsanteil besitzt, mit Bezug auf die Gesamtleitfiihigkeit und die ionischen ~berffihrungszahlen, unter der Annahme, dass die Zelle nur Ohm'sche Verluste aufweist. Der auf Grund der ~nderung der freien Enthalpie der Zellenreaktion berechnete Wirkungsgrad besitzt ein Maximum, welches nur yon der Oberfiihrungszahl abhiingt. Um einen Wirkungsgrad grtisser als 0,5 zu erreichen, sollte die ionische UberfOhrungszahl zumindest gr6sser als 0,9 sein.
Die Nutzleistung der Zelle ist eine komplizierte Funktion yon Wirkungsgrad und ionischer 12berfiihrungszahl; sie ist jedoch linear yon der Gesamtleitfiihigkeit des Elektrolyten abh~ingig. Man zieht deshalb den Schluss, dass auch ein Elektrolyt mit elektronischem Leitfiihigkeitsanteil ftir Brermstoffzellen verwendet werden kann wenn seine Gesamtleitf~ihigkeit einigermassen gross und seine ionische Oberfiihrungszahl griSsser als 0,9 ist.