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電解電池-燃料電池系統(tǒng)的效率

關鍵詞:

產(chǎn)品分類:

產(chǎn)品描述

實驗目的:

探究電解電池- 燃料電池系統(tǒng)的效率

實驗原理

通過E=Pt計算出系統(tǒng)消耗的能量及系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成的電能,再通過以下公式計算系統(tǒng)的能量效率:

實驗器材

序號

實驗箱名稱

器材名稱

數(shù)量

備注

1

新能源實驗箱

氫氣儲氣管模塊

1

 

2

新能源實驗箱

氧氣儲氣管模塊

1

 

3

新能源實驗箱

PEM電池基座模塊

2

 

4

新能源實驗箱

PEM電解電池模塊

1

 

6

新能源實驗箱

PEM燃料電池模塊

1

 

6

新能源實驗箱

單端插座模塊

4

 

7

新能源實驗箱

直角插座模塊

1

 

8

新能源實驗箱

直線模塊

1

 

9

新能源實驗箱

250歐電位器

1

 

10

新能源實驗箱

雙插座模塊

1

 

11

新能源實驗箱

直線插座模塊

1

 

12

新能源實驗箱

4mm轉(zhuǎn)2mm香蕉插座

4

 

13

新能源實驗箱

紅黑導線

6

 

14

高中物理通用組合儀器箱

數(shù)字萬用表

1

 

15

新能源實驗箱

數(shù)字萬用表

1

 

16

新能源實驗箱

塑料燒杯100mL

1

 

17

 

移動式多功能電源

1

 

18

 

蒸餾

 

自備

實驗步驟

1、按照以下實物圖所示連接好電解實驗部分。

2、按照下圖連接好燃料電池、電位器模塊和單端插座等組成電路。注意電路的正負極。檢查每個模塊的極性。燃料電池、電位器必須在同側(cè)有相同的極性。

3、在 100mL燒杯中加入100mL 的蒸餾水,將蒸餾水加注到儲氣罐中,水不要溢出來。松開并提高自由端的軟管,使水向下流入儲氣罐而不溢出。

4、將電解電路和燃料電池電路連接起來,連接自由端的軟管到燃料電池模塊,使用導線連接 PEM 電解電池到電源。在電路中串聯(lián)一個數(shù)字萬用表(直流20A)用于測定PEM電解電池的電流,再并聯(lián)一個數(shù)字萬用表(直流20V)測定PEM電解電池的電壓。

5、接通電源。設置電壓為 3V注意:過高的電壓可能會導致 PEM 電解造成不可逆的損壞),讓電解電池運行3分鐘。

6、將燃料電池底部的孔堵住,啟動秒表,當儲氣罐中氫氣達到10cm³時在表1中記錄下當前的電流和電壓和氫氣達到25cm³時需要的時間。

7、氫氣儲氣罐中的氣體體積達到30cm³關閉電源開關。更改電路設置,使萬用表測量的為PEM燃料電池的電流和電壓,如下圖所示。

8、旋轉(zhuǎn)電位器的調(diào)節(jié)旋鈕,以使電壓U約為 0.35 V,啟動秒表和讀出消耗掉10cm³氫氣時對應的電壓U和電流I,輸入到表1中,在儲氣罐中剩余5 cm³氫氣時停止實驗并記錄所需時間(如果電流I的測量值在測量期間出現(xiàn)大幅波動,重復測量)。

9、在電源關閉時,卸下其他模塊,抓起兩個儲氣罐和電解電池,從儲氣罐的一角將水倒回燒杯中。

結(jié)果與討論

1、使用表 1 中的測量值計算出相應的功率和能量,并填入 1。

 

1

設備

U(V)

IA

PW

TS

EWs

燃料電池

 

 

 

 

 

電解電池

 

 

 

 

 

 

2、計算電解電池-燃料電池的效率ηtotal。

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