1atm、25℃下的燃料电池理论电势1.23V是怎么来的

通过量热器测定1mol氢气与1/2mol的氧气点燃后充分反应，冷却到25℃下，生成液态水所放出的热量。（通过测定量热器水温的变化，并知道水的比热容和水的质量即可算出释放多少热量）

△G=△H-T△S

所放出来的能量即为：△H，由于熵值不能够用来做功，所以只有△G可以用来做有用功

其中1mol氢气完全燃烧生成液态水所释放的能量为286kJ/mol

燃料电池中形成的焓与熵（25℃及1atm下）——（注单质的生成焓为0，物质的绝对熵值如何计算的可参考这个链接，数据来源于1988年的CRC手册）

其中：△H=h_(H20)-h_(H2)-1/2h_(O2)=-286.02-0-1/2×0=-286.02 kJ mol^-1

T△S=s_(H20)-s_(H2)-1/2×s_(O2)=298.15×(0.06996-0.1306-1/2×0.20517)=–48.68 kJ mol^-1

因此：△G=△H-T△S=-237.34 kJ mol^-1 (负号代表释放能量)

即只有237.34 kJ mol^-1的能量可以转换为有用功

这些有用功在燃料电池中即可推动电子定向运动，所做的功即为电功

即–△G=W=qE (这里未进行单位换算，注意△G为kJ mol^-1，而W为J mol^-1)

其中W为电功(J mol^-1)，q为电荷(Cmol^-1)，E即为电势(V)，由于在1mol的氢气反应过程中共转移2mol的电子，其中1mol为阿伏伽德罗常数个电子即6.022×10²³个电子，其中1个电子的电荷量为1.602×10^-19 C， 所以

E=–△G/q=237.34×1000/(2×(6.022×10²³)×(1.602×10^-19 ))=1.23V

因此可以得知1atm、25℃下的燃料电池理论电势为1.23V，也即OER或ORR在该条件下的理想起始电位为1.23V