氫氧燃料電池的製作

2022-09-24 01:45:04 字數 1324 閱讀 7710

實驗目的

1、了解燃料電池的應用於普及。

2、學會燃料電池的製作技術。

實驗原理

燃料電池是一種不同於一集電池和耳機電池的新型電池。它的特點是可以不斷地加入氧化劑氧氣和還原劑氫氣或者其他燃料,使化學反應通過電極反應直接轉變為電能,能量的利用率可高達75%。

本實驗證明氫氣和氧氣起反應時其化學能可以直接轉變為電能,而實驗所需的氫、氧氣體可以通過電解水得到。

電解水時,選用1mol/l硫酸鈉溶液作為電解質溶液,兩極發生:

陽極:2h2o = o2 + 4h+ + 4e-

陰極:4h2o + 4e = 2h2 + 4oh-

兩極吸附滿氣體後,拆去外電源,使燃料電池放電,兩極發生如下反應:

正極:o2 + 4h+ + 4e- = 2h2o

負極:2h2 + 4oh- = 4h2o + 4e-

實驗用具與裝置圖

試劑:1mol/l硫酸鈉溶液、蒸餾水

儀器:兩根碳棒(普通碳棒置於高溫火焰上灼燒到發紅,立即投入冷水中使其表面變得粗糙多孔)、乙個發光二極體、3~6v直流電源、小燒杯、黃魚夾、導線

實驗步驟

(1)把普通炭棒置於高溫火焰上灼燒到發紅,立即投入冷水中使其表面變得粗糙多孔,以利其在電解水時可吸附較多的氫、氧氣體。

(2)如圖裝好實驗裝置,兩碳棒分別接通電源的正、負極,約15秒-30秒後,兩碳棒都會明顯產生氣泡。

(3)取下電源,將導線接通發光二極體,二極體即被點亮。

結果與分析

電解後,陰極和陽極周圍迅速有氣泡產生。且陰極上的氣泡明顯比陽極的要多。(陰極為h2,陽極為o2)

關閉電源後將導線連線到發光二極體,長腿接原來的陽極(紅線),短的接陰極(黑線)。可以看到發光二極體發光,顏色是淡黃綠色的。

換成不同的電解液,通電相同時間,觀察二極體發光情況,如下表所示。

通過上述實驗結果可知:硫酸與氫氧化鈉的導電能力相似,其電解出的離子數目相近;而硫酸鈉電離出的離子出較多,導電能力較強。

另外,碳棒負載氣體的多少也會影響二極體發光的時間長短。

問:是否碳棒淬火次數越多越好?

答:不是,淬火次數越多,消耗的炭就越多,使得碳棒斷裂,淬火的次數應根據實際情況判斷,使得碳棒能負載的氣體最多為最佳。

六、實驗改進

本實驗的最大困難為氣體的負載,所以可改善收集氣體的裝置,可在碳棒倒置,在其上端倒扣乙個小燒杯收集氣體,並使燒杯與電極完全浸沒於溶液。這樣也便於觀察產生的氣體及做氫氧燃料電池觀察氣體的消耗。

上述改進僅為猜想,由於裝置固定問題,實施難度較大。

注意事項

發光二極體燈腳有正、負極之分,長腳為正極,短腳為負極。如不能識別,可直接用燃料電池接試,如不發光,說明接反了,交換一下電極即可。

燃料電池總結

d 正極上發生的反應為o2 4e 2h2o 4oh 2 將兩個鉑電極放置在koh溶液中,然後分別向兩極通入ch4和o2,即可 產生電流。下列敘述正確的是 通入ch4的電極為正極 正極的電極反應式為o2 2h2o 4e 4oh 通入ch4的電極反應式為ch4 2o2 4e co2 2h2o 負極的電極...

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燃料電池是一種按電化學原理,即原電池的工作原理,等溫地把貯存在燃料和氧化劑中的化學能直接轉化為電能的能量轉換裝置。其單體電池是由電池的正極 即氧化劑發生還原反應的陰極 負極 即還原劑或燃料發生氧化反應的陽極 和電解質構成,燃料電池與常規電池的不同之處在於,它的燃料和氧化劑不是貯存在電池內,而是貯存在...

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