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新能源質(zhì)子交換膜燃料電池教學(xué)設(shè)備

一．新能源質(zhì)子交換膜燃料電池教學(xué)設(shè)備教具結(jié)構(gòu)

   燃料電池教具主要由5部分構(gòu)成：A為太陽(yáng)能電池模塊，B為電解電池模塊，C為水、氫氣、氧氣儲(chǔ)罐，D為發(fā)電電池模塊，E為風(fēng)扇。

二．教具簡(jiǎn)介

燃料電池教具是利用光線照射在太陽(yáng)能電池板上產(chǎn)生電能，然后利用產(chǎn)生的電能作用在電解電池模塊上，使水發(fā)生電解產(chǎn)生氫氣和氧氣。氫氣和氧氣進(jìn)入到發(fā)電模塊產(chǎn)生電能，帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)。
通過(guò)該教具的使用可以使學(xué)生對(duì)電解水過(guò)程和其逆過(guò)程——氫氧反應(yīng)產(chǎn)生電能，有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)。
    電解電池模塊是一種把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。化學(xué)反應(yīng)在質(zhì)子交換膜的兩側(cè)發(fā)生。通過(guò)在電解電池模塊兩端加直流電壓，在負(fù)極側(cè)產(chǎn)生氫氣（負(fù)極化學(xué)反應(yīng)式為，2H+＋2e-®H2），在正極側(cè)產(chǎn)生氧氣（正極化學(xué)反應(yīng)式為，H2O®2H+＋1/2O2＋2e-）。產(chǎn)生的氣體被收集在儲(chǔ)罐中。

質(zhì)子交換膜燃料電池是一種將燃料氫氣作為還原劑與空氣中的氧氣作為氧化劑進(jìn)行電化反應(yīng)，并將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的高效發(fā)電裝置（化學(xué)反應(yīng)式為H2＋1/2O2® H2O）。燃料電池可以作為發(fā)電站或車輛的動(dòng)力源。燃料電池與內(nèi)燃機(jī)相比，zui突出的優(yōu)點(diǎn)是高的能量轉(zhuǎn)化效率和低的環(huán)境污染。

三．安全注意事項(xiàng)

◆ 電解電池模塊注意事項(xiàng)

   1. 只能使用去離子水。
   2. 每次使用前先用去離子水浸泡電極10分鐘。
   3. 當(dāng)使用直流電壓源與電解電池模塊連接時(shí)，要注意電池的正負(fù)極不要接反（如接反會(huì)造成電解電池模塊損壞），zui大工作電流不要超過(guò)0.6A。
   4．當(dāng)完成試驗(yàn)后，把水從電池塊中清除。
   5．電解模塊放在自封袋中保存
◆ 發(fā)電電池模塊注意事項(xiàng)
   1. 不要在發(fā)電電池模塊的電壓輸出端加外電壓。
   2. 當(dāng)發(fā)電電池模塊使用完后，放在自封袋中保存。
   3. 不能長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行短路操作?？梢运矔r(shí)進(jìn)行短路操作。

四．新能源質(zhì)子交換膜燃料電池教具教具的使用

   1．按照?qǐng)D上的位置，把各個(gè)模塊放置在恰當(dāng)?shù)奈恢蒙稀?br />   2．把電解模塊與儲(chǔ)罐間的接口用透明塑料管進(jìn)行連接。
   3. 向儲(chǔ)罐中加入水，使電解電池充滿水。
   4．把太陽(yáng)能電池板的正、負(fù)極與電解電池的正、負(fù)極分別相連接，用光源照射太陽(yáng)能電池板，有氣體在電解電池兩側(cè)產(chǎn)生。
   5.電解幾分鐘后，把風(fēng)扇的正負(fù)極與發(fā)電電池的正負(fù)極連接，電池產(chǎn)生電能使風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)。