燃料电池特性综合实验仪型号:MHY-23043
概述
燃料电池以氢和氧为燃料,通过电化学反应直接产生电力,能量转换效率高于燃烧燃料的热机。燃料电池的反应生成物为水,对环境无污染,单位体积氢的储能密度远高于现有的其它电池。因此它的应用的宇航等特殊领域,到现在人们积极研究将其应用到电动汽车,手机电池等日常生活的各个方面,各国都投入巨资进行研发。
1839年,英国人格罗夫(W. R . Grove)发明了燃料电池,历经近两百年,在材料,结构,工艺不断改进之后,进入了实用阶段。按燃料电池使用的电解质或燃料类型,可将现在和近期可行的燃料电池分为碱性燃料电池,质子交换膜燃料电池,直接甲醇燃料电池,磷酸燃料电池,熔融碳酸盐燃料电池,固体氧化物燃料电池6种主要类型,本实验研究其中的质子交换膜燃料电池。
燃料电池的燃料氢(反应所需的氧可从空气中获得)可电解水获得,也可由矿物或生物原料转化制成。本实验包含太阳能电池发电(光能-电能转换),电解水制取氢气(电能-氢能转换),燃料电池发电(氢能-电能转换)几个环节,形成了完整的能量转换,储存,使用的链条。实验内含物理内容丰富,实验内容紧密结合科技发展热点与实际应用,实验过程环保清洁。能源为人类社会发展提供动力,长期依赖矿物能源使我们面临环境污染之害,资源枯竭之困。为了人类社会的持续健康发展,各国都致力于研究开发新型能源。未来的能源系统中,太阳能将作为主要的一次能源替代目前的煤,石油和天然气,而燃料电池将成为取代汽油,柴油和化学电池的清洁能源。
技术指标
1. 燃料电池功率: 30~100mW
2. 燃料电池开路输出电压: 800~1000mV
3. 电解池工作状态: 电压:<6.0V 电流:<300mA
4. 恒流源工作电流:0-300mA连续可调
5. 太阳能电池尺寸:110mm*110mm
6. 可调负载电阻:1000欧姆+100欧姆
7. 射灯电压:12V
8. 液晶显示屏:128*64点阵式液晶显示模块
实验项目
1.了解燃料电池的工作原理。
2.观察能量转换过程:光能—太阳能电池—电能—电解池—氢能(能量存储)—燃料电池—电能。
3.测量燃料电池的输出特性,作出燃料电池的伏安特性曲线,电池输出功率随输出电压的变化曲线,计算燃料电池的输出功率和效率。
4.测量质子交换膜电解池的特性,验证法拉第电解定律。
5.测量太阳能电池的特性,作太阳能电池的伏安特性曲线以及输出功率随输出电压的变化曲线,获取太阳能电池的开路电压、短路电流、输出功率、填充因子等特性参数。
注意事项
1. 使用前请首先详细阅读使用说明书。
2. 该实验系统必须使用去离子水或者二次蒸馏水,容器必须清洁干净,否则将损坏系统。
3. PEM电解池的最高工作电压为4V,输入电流为300mA,超量程使用将极大地损害电解池。
4. PEM电解池所加的电源极性必须正确,否则将损坏电解池并有起火燃烧的可能。
5. 绝对不允许将任何电源加于PEM燃料电池输出端,否则将损坏燃料电池。
6. 气水塔中所加入的水面高度必须在出气管高度以下,以保证PEM燃料电池正常工作。
7. 该实验装置主体由有机玻璃制成,使用中必须小心,以免损伤。
8. 太阳能电池和配套光源在工作时温度很高,切不可用手触摸,以免被烫伤。
9. 绝不允许用水打湿太能能电池和配套光源,以免触电和损坏该部件。
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