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質(zhì)子交換膜燃料電池教具
一．教具結(jié)構(gòu)
燃料電池教具主要由5部分構(gòu)成：A為太陽能電池模塊，B為電解電池模塊，C為水、氫氣、氧氣儲罐，D為發(fā)電電池模塊，E為風扇，F(xiàn)顯示儀表，G測試導(dǎo)軌。
二．教具簡介
燃料電池教具是利用光線照射在太陽能電池板上產(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。氫氣和氧氣進入到發(fā)電模塊產(chǎn)生電能，帶動風扇轉(zhuǎn)動。
通過該教具的使用可以使學生對電解水過程和其逆過程——氫氧反應(yīng)產(chǎn)生電能，有一個直觀的認識。
電解電池模塊是一種把電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置。化學反應(yīng)在質(zhì)子交換膜的兩側(cè)發(fā)生。通過在電解電池模塊兩端加直流電壓，在負極側(cè)產(chǎn)生氫氣（負極化學反應(yīng)式為，2H+＋2e-®H2），在正極側(cè)產(chǎn)生氧氣（正極化學反應(yīng)式為，H2O®2H+＋1/2O2＋2e-）。產(chǎn)生的氣體被收集在儲罐中。
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行電化反應(yīng)，并將化學能直接轉(zhuǎn)換成電能的高效發(fā)電裝置（化學反應(yīng)式為H2＋1/2O2® H2O）。燃料電池可以作為發(fā)電站或車輛的動力源。燃料電池與內(nèi)燃機相比，優(yōu)點是高的能量轉(zhuǎn)化效率和低的環(huán)境污染。
三．安全注意事項
◆ 電解電池模塊注意事項
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. 當使用直流電壓源與電解電池模塊連接時，要注意電池的正負極不要接反（如接反會造成電解電池模塊損壞），大工作電流不要超過0.6A。
4．當完成試驗后，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
1. 不要在發(fā)電電池模塊的電壓輸出端加外電壓。
2. 當發(fā)電電池模塊使用完后，放在自封袋中保存。
3. 不能長時間進行短路操作。可以瞬時進行短路操作。
四．教具的使用
1．按照圖上的位置，把各個模塊放置在恰當?shù)奈恢蒙稀?/span>
2．把電解模塊與儲罐間的接口用透明塑料管進行連接。
3. 向儲罐中加入水，使電解電池充滿水。
4．把太陽能電池板的正、負極與電解電池的正、負極分別相連接，用光源照射太陽能電池板，有氣體在電解電池兩側(cè)產(chǎn)生。
5.電解幾分鐘后，把風扇的正負極與發(fā)電電池的正負極連接，電池產(chǎn)生電能使風扇轉(zhuǎn)動。
電解模塊規(guī)格參數(shù)
電解電壓： 1.8V ~2.4V（可以接直流電源、電池盒等）
電 流： 0.25A~0.80A
U-I 曲線： 1.8V，0.25A；2V，0.42A；2.2V，0.66；2.4V，0.8A
大氣體產(chǎn)生量：氫氣 5.6 mL/min，氧氣 2.8 mL/min
有效面積： 6.25c ㎡
外形尺寸： 77mm （ L ） × 65mm(W) × 32mm （ H ）
燃料電池塊規(guī)格參數(shù)
開路電壓：大于 0.900V
電 流： 0~0.3A
功率輸出： 0-0.18W（可接風扇、電機、電阻等負載）
U-I 曲線： 0A，0.9V；0.1A，0.72V；0.2A，0.66V；0.3A，0.6V
有效面積： 6.25c ㎡
外形尺寸： 77mm（ L ）× 65mm( W ) × 32mm（ H ）