使用質(zhì)子交換膜PEM燃料電池產(chǎn)生電能
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產(chǎn)品描述
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/font>
探究使用質(zhì)子交換膜PEM燃料電池產(chǎn)生電能。
實(shí)驗(yàn)原理
本實(shí)驗(yàn)中采用質(zhì)子交換膜（PEM）電解電池將水電解為氫氣和氧氣，再通過PEM燃料電池將氫和氧轉(zhuǎn)化為水，即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
實(shí)驗(yàn)器材
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序號(hào) |
實(shí)驗(yàn)箱名稱 |
器材名稱 |
數(shù)量 |
備注 |
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1 |
新能源實(shí)驗(yàn)箱 |
氫氣儲(chǔ)氣管模塊 |
1 |
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2 |
新能源實(shí)驗(yàn)箱 |
氧氣儲(chǔ)氣管模塊 |
1 |
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3 |
新能源實(shí)驗(yàn)箱 |
PEM電池基座模塊 |
2 |
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4 |
新能源實(shí)驗(yàn)箱 |
PEM電解電池模塊 |
1 |
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5 |
新能源實(shí)驗(yàn)箱 |
PEM燃料電池模塊 |
1 |
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6 |
新能源實(shí)驗(yàn)箱 |
單端插座模塊 |
2 |
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7 |
新能源實(shí)驗(yàn)箱 |
直角插座模塊 |
2 |
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8 |
新能源實(shí)驗(yàn)箱 |
小電機(jī)模塊 |
1 |
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9 |
新能源實(shí)驗(yàn)箱 |
直角導(dǎo)線模塊 |
2 |
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10 |
新能源實(shí)驗(yàn)箱 |
紅黑導(dǎo)線 |
2 |
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11 |
新能源實(shí)驗(yàn)箱 |
4mm轉(zhuǎn)2mm香蕉插頭線 |
4 |
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12 |
新能源實(shí)驗(yàn)箱 |
硅膠管3*5 |
6 |
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13 |
新能源實(shí)驗(yàn)箱 |
塑料燒杯100mL |
1 |
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14 |
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移動(dòng)式多功能電源 |
1 |
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15 |
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水 |
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自備 |
注意事項(xiàng)
氧氣是一種無色，無臭，無味的助燃?xì)怏w。它與可燃物接觸具有火災(zāi)隱患。氫氣是一種無色，無臭，無味的可燃?xì)怏w，與空氣混合容易爆炸。因此本實(shí)驗(yàn)過程中實(shí)驗(yàn)室應(yīng)避免所有火源。
實(shí)驗(yàn)步驟
1、如下圖所示連接好電解實(shí)驗(yàn)部分實(shí)物圖。
2、按照下圖連接好燃料電池、電機(jī)模塊和單端插座等組成電路。注意燃料電池的極性，電機(jī)的正極連接到燃料電池的正極。
3、將電解電路和燃料電池電路連接起來，檢查每個(gè)模塊的極性，燃料電池、電解電池和電機(jī)必須在同側(cè)有相同的極性。
4、在 100mL 燒杯中加入 100mL 的蒸餾水。用膠管將儲(chǔ)氣罐連接到燃料電池，將蒸餾水加注到儲(chǔ)氣罐中加滿，水不要溢出來。
5、接通電源，調(diào)節(jié)電源電壓為直流3V（注意：過高的電壓可能會(huì)導(dǎo)致 PEM 電解造成不可逆的損壞），記錄從開始實(shí)驗(yàn)到電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的時(shí)間。
6、電極運(yùn)轉(zhuǎn)5 分鐘后將電源電壓調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)到最左側(cè)并關(guān)閉電源，記錄電機(jī)可以持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間
7、在電機(jī)停止后將電機(jī)從電路中移除，10 秒鐘后重新接入。記錄下電機(jī)重新接入后的現(xiàn)象。
8、觀察并記錄實(shí)驗(yàn)后的燃料電池模塊中的現(xiàn)象。
9、實(shí)驗(yàn)結(jié)束，確保電源已關(guān)閉后，，卸下其他模塊，抓起兩個(gè)儲(chǔ)氣罐和電解電池，從儲(chǔ)氣罐的一角將水倒回?zé)小?/font>
結(jié)果與討論
1、從開始電解到電機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)需要多長(zhǎng)時(shí)間？
2、停止電解后電機(jī)持續(xù)運(yùn)行了多長(zhǎng)時(shí)間？
3、當(dāng)重新接入電機(jī)后將有什么現(xiàn)象？
4、在燃料電池模塊中你觀察到了什么現(xiàn)象？
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