燃料電池特性綜合實驗儀型號：MHY-23043

概述

燃料電池以氫和氧為燃料，通過電化學(xué)反應(yīng)直接產(chǎn)生電力，能量轉(zhuǎn)換效率高于燃燒燃料的熱機(jī)。燃料電池的反應(yīng)生成物為水，對環(huán)境無污染，單位體積氫的儲能密度遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的其它電池。因此它的應(yīng)用的宇航等特殊領(lǐng)域，到現(xiàn)在人們積極研究將其應(yīng)用到電動汽車，手機(jī)電池等日常生活的各個方面，各國都投入巨資進(jìn)行研發(fā)。

1839年，英國人格羅夫（W. R . Grove）發(fā)明了燃料電池，歷經(jīng)近兩百年，在材料，結(jié)構(gòu)，工藝不斷改進(jìn)之后，進(jìn)入了實用階段。按燃料電池使用的電解質(zhì)或燃料類型，可將現(xiàn)在和近期可行的燃料電池分為堿性燃料電池，質(zhì)子交換膜燃料電池，直接甲醇燃料電池，磷酸燃料電池，熔融碳酸鹽燃料電池，固體氧化物燃料電池6種主要類型，本實驗研究其中的質(zhì)子交換膜燃料電池。

燃料電池的燃料氫（反應(yīng)所需的氧可從空氣中獲得）可電解水獲得，也可由礦物或生物原料轉(zhuǎn)化制成。本實驗包含太陽能電池發(fā)電（光能－電能轉(zhuǎn)換），電解水制取氫氣（電能－氫能轉(zhuǎn)換），燃料電池發(fā)電（氫能－電能轉(zhuǎn)換）幾個環(huán)節(jié)，形成了完整的能量轉(zhuǎn)換，儲存，使用的鏈條。實驗內(nèi)含物理內(nèi)容豐富，實驗內(nèi)容緊密結(jié)合科技發(fā)展熱點與實際應(yīng)用，實驗過程環(huán)保清潔。能源為人類社會發(fā)展提供動力，長期依賴礦物能源使我們面臨環(huán)境污染之害，資源枯竭之困。為了人類社會的持續(xù)健康發(fā)展，各國都致力于研究開發(fā)新型能源。未來的能源系統(tǒng)中，太陽能將作為主要的一次能源替代目前的煤，石油和天然氣，而燃料電池將成為取代汽油，柴油和化學(xué)電池的清潔能源。

技術(shù)指標(biāo)

1. 燃料電池功率： 30~100mW

2. 燃料電池開路輸出電壓： 800~1000mV

3. 電解池工作狀態(tài)： 電壓：<6.0V     電流：<300mA

4. 恒流源工作電流：0-300mA連續(xù)可調(diào)

5. 太陽能電池尺寸：110mm*110mm

6. 可調(diào)負(fù)載電阻：1000歐姆+100歐姆

7. 射燈電壓：12V

8. 液晶顯示屏：128*64點陣式液晶顯示模塊

實驗項目

1．了解燃料電池的工作原理。

2．觀察能量轉(zhuǎn)換過程：光能—太陽能電池—電能—電解池—氫能（能量存儲）—燃料電池—電能。

3．測量燃料電池的輸出特性，作出燃料電池的伏安特性曲線，電池輸出功率隨輸出電壓的變化曲線，計算燃料電池的輸出功率和效率。

4．測量質(zhì)子交換膜電解池的特性，驗證法拉第電解定律。

5．測量太陽能電池的特性，作太陽能電池的伏安特性曲線以及輸出功率隨輸出電壓的變化曲線，獲取太陽能電池的開路電壓、短路電流、輸出功率、填充因子等特性參數(shù)。

注意事項

1. 使用前請首先詳細(xì)閱讀使用說明書。

2. 該實驗系統(tǒng)必須使用去離子水或者二次蒸餾水，容器必須清潔干凈，否則將損壞系統(tǒng)。

3. PEM電解池的最高工作電壓為4V，輸入電流為300mA，超量程使用將極大地?fù)p害電解池。

4. PEM電解池所加的電源極性必須正確，否則將損壞電解池并有起火燃燒的可能。

5. 絕對不允許將任何電源加于PEM燃料電池輸出端，否則將損壞燃料電池。

6. 氣水塔中所加入的水面高度必須在出氣管高度以下，以保證PEM燃料電池正常工作。

7. 該實驗裝置主體由有機(jī)玻璃制成，使用中必須小心，以免損傷。

8. 太陽能電池和配套光源在工作時溫度很高，切不可用手觸摸，以免被燙傷。

9. 絕不允許用水打濕太能能電池和配套光源，以免觸電和損壞該部件。