燃料电池是类新式化学电池。氢气、氧气、甲烷等都能够成为它的质料。它具有能量转化率高、无污染、节省金属资源等长处,具有巨大的使用价值。可是,因为这类电池必须用特别的催化剂,而该类催化剂现在制造困难,价格昂贵,所以,这类电池还不能遍及,仅能使用于人造卫星、太空站等高科技领域。咱们运用已学过的原电池、电解池常识,在校园科技活动中,制造了可用于演示的所氢氧燃料电池,作用很好。
主要特点
1、产品是水,清洁环保;
2、简单继续通氢气和氧气,发作继续电流;
3、能量转换率较高,超越80%(一般焚烧能量转换率30%多);
4、能够组合为燃料电池发电站,排放废弃物少,噪音低,绿色发电站。
氢氧燃料电池的长处
1、清洁环保,产品是水。
2、简单继续通氢气和氧气,发作继续电流。
3、能量转换率较高,超越80%(一般焚烧能量转换率30%多)。
4、能够组合为燃料电池发电站,排放废弃物少,噪音低,绿色发电站。
氢氧燃料电池的缺陷
是输出电压较低,要继续不断供应反响物,扫除生成物,隶属设备较多,不简单使用于便携式电子产品。
组成结构
以氢气作燃料、氧气作氧化剂的一类燃料电池。氢氧从外部经过管道输入电池进行电化学反响并输出电能。氢氧燃料电池的理论比能量达3600瓦·时/公斤。单体电池的作业电压一般为0.8~0.97伏,为了满意负载所需的作业电压,往往由几十个单体电池串联成电池组。
为保持电池的正常作业,须继续供应氢和氧,及时扫除反响产品(水)和废热。电池组由以下几部分组成:
①氢氧供应分系统:航天器带着的氢和氧选用超临界液态储存,可缩小贮罐体积,处理失重条件下气、液态的别离问题,但要求贮罐绝热性能好、耐低温、耐高压(氧罐为6兆帕、氢罐为3~3.5兆帕)。
②排水分系统:主要有动态排水和静态排水两种方法。前者把带有水蒸气的氢气循环输送到冷却设备,使水蒸气冷凝成水进行别离;后者依托多孔纤维织造资料(如灯芯)将冷凝后的水吸附出来,又称灯芯排水。电池组排出的水经净化后可供航天员饮用或作冷却剂。
③排热分系统:电池组经过冷却剂(如乙二醇水溶液)循环,将废热带到辐射器向外排放,以保持电池组正常作业的温度规模。
④主动操控分系统:包含电池组作业压力、温度、排水与排气、电压、安全和冷却液循环等的操控与调理。所丈量的参数传送到航天员座舱的显示器或由遥测设备发回地上。当电池组呈现毛病时,主动切换到备份电池组供电。
怎么制造简易的氢氧燃料电池
1、制造原理
用多孔碳棒作燃料电池的正、负极,30%的氢氧化钾溶液作电解质溶液。负极吸附氢气,正极吸附氧气。氢氧燃料电池作业时,负极上的氢放出电子,发作氧化反响,正极上的氧得到电子,发作复原反响。
负极 2H2 + 4OH-- 4e === 4H2O
正极 O2 + 2H2O + 4e === 4OH-
总反响 2H2 + O2 === 2H2O
2、制造进程
1)多孔碳棒的加工。将石墨碳棒放到酒精喷灯上加热除掉其间的胶质,并淬火3~4次,即构成多孔碳棒,也便是多孔碳电极。
2)把多孔碳电极、U形管、分液漏斗、橡皮塞按下图所示拼装;再经过火液漏斗向U形管中注满氢氧化钾溶液,密闭。
3)氢气、氧气的制备
调理低压电源的电压到6伏,并把其正、负极别离与上图设备中的两个碳电极相连接;接通电源,电解氢氧化钾溶液制取氢气、氧气,且制得的氢气与氧气的体积比为2︰1。去掉电源,下图所示设备就成为一只氢氧燃料电池。