Jak zrobić komórkę paliwową: 12 kroków

Komórka paliwowa pozwala przekształcić paliwo, takie jak wodór lub metan, bezpośrednio do energii elektrycznej za pomocą reakcji chemicznej zwanej elektrolizą. Każda komórka paliwa zawiera dwie elektrody, z których jedna jest pobierana pozytywnie (anoda), a druga - ujemna (katoda), a elektrolit, który przenosi naładowane cząstki z jednej elektrody na drugą. Ponadto komórka paliwa obejmuje katalizator, który zwiększa szybkość reakcji na elektrodach. W komórkach paliwowych na wodór reaguje z tlenem, a woda jest utworzona jako produkt uboczny, który sprawia, że takie elementy przydatne do zastosowań zaawansowanych techniki, w których potrzebna jest energia netto. Aby zrozumieć zasady elementu paliwowego, możesz montować prosty element z materiałów licencjackich.

Kroki

Część 1 z 2:

Utwórz komórkę paliwową

jeden. Przygotuj wszystko, czego potrzebujesz. Aby wykonać prostą komórkę paliwową, będziesz potrzebować 30 centymetrów Platinum lub Platoic drut, różdżkę lodów, baterii 9-woltowej i uchwytu dla niego, przezroczystą szkocką, szklankę wody, sól kucharskiej (opcjonalnie), cienki metalowy pręt i woltomierz.

Bateria 9-woltowa i uchwyt baterii można kupić w sklepie elektronicznym lub urządzeniom domowym.

Obraz zatytułowany Zbuduj kroki komórki paliwowej 1

2. Wytnij z Platinum lub powlekanego drutu Platinum Dwie kawałki o długości 15 centymetrów. Drut Platinum jest używany do celów specjalnych, można go kupić w sklepie elektronicznym. Będzie służyć jako katalizator reakcji.

Lepiej jest stosować drut Platinum, ponieważ inne metale, takie jak miedź, zareagują z tlenem i solą oraz zanieczyszczać roztwór z produktami reakcji.

Może być stosowany i wysokiej jakości drut ze stali nierdzewnej - jest również dość odporna na reakcje chemiczne.

Obraz zatytułowany Zbuduj krok paliwowy Krok 2

3. Uchwyć kawałki drutu na cienkim metalowym pręcie, aby dać im kształt sprężyn. Będą to elektrody komórki paliwowej. Chwyć koniec drutu i szczelnie go paznuj na pręcie, aby cylindryczna sprężyna była. Usuń pierwszy drut z pręta i nosuj drugi kawałek drutu.

Paznokci, wieszak na druty lub tester sondy może być stosowany jako pręt drutu.

cztery. Wytnij uchwyt baterii na pół. Weź napimy, wyciąć na pół oba przymocowane do uchwytu drutu i usunąć izolację z nich. Te nagie przewody dołączasz do elektrod.

Korzystanie z odpowiedniego utworu, oczyść końce drutu z izolacji. Usuń izolację z końców tych przewodów, które odcięte z uchwytu baterii.

Cour drut pod nadzorem dorosłych.

Obraz zatytułowany Zbuduj krok paliwowy krok 5

pięć. Przymocuj elektrody oczyszczone z izolacyjnej do elektrod. Podłącz przewody do elektrod, aby podłączyć do nich zasilanie (uchwyt baterii) i woltomierz, który określi, które napięcia tworzy komórkę paliwową.

Dokręć czerwony przewód uchwytu baterii i wycięty czerwony przewód wokół górnego końca jednej z cewek drutu, aby najbardziej pozostało wolne.

Obejrzyj górny koniec drugiej cewki z czarnym przewodem uchwytu baterii i pokrojonego czarnego drutu.

Obraz zatytułowany Zbuduj kroki komórki paliwowej

6. Przymocuj elektrody do różdżki do lodów lub drewnianego pręta. Różdżka do lodów musi być dłuższa niż szyja szkła z wodą, aby mogła leżeć na niej. Załączyć elektrody, aby ukryli się przed kijem w dół i opuszczali do wody.

Możesz użyć przezroczystej taśmy lub taśmy izolacyjnej. Najważniejsze jest to, że elektrody są bezpiecznie przymocowane do kija.

Obraz zatytułowany Utwórz wodę Glow Krok 13

7. Wlać szklany kran lub słoną wodę. Aby przepłynąć reakcję, woda powinna zawierać elektrolity. Woda destylowana odpowiada źle, ponieważ nie ma zanieczyszczeń, które mogą służyć jako elektrolity. Dla normalnego przepływu reakcji chemicznej, sól lub sodę żywności można rozpuścić w wodzie.

Zanieczyszczenia mineralne są zawarte w konwencjonalnej wodzie z dotknij, więc może być stosowany jako elektrolit, jeśli nie masz soli pod ręką.

Dodaj sól lub sodę żywności w tempie jednej łyżki (20 gramów) na szklance wody. Wymieszaj wodę, aby sól lub soda była całkowicie rozpuszczona.

osiem. Umieść różdżkę z elektrodami na szyi szklanki wodą. Jednocześnie elektrody w postaci sprężyn drutowych powinny zanurzać się pod wodą głównie o ich długości, z wyjątkiem kontaktów z przewodami uchwytu baterii. Pod wodą powinien być tylko drutem platynowy.

W razie potrzeby przymocuj różdżkę za pomocą taśmy, tak aby elektrody pozostaną w wodzie.

Obraz zatytułowany Zbuduj etap komórki paliwowej 8Bullet2

dziewięć. Podłącz przewody biegające z elektrod do woltomierza lub żarówki LED. Za pomocą woltomierza można określić napięcie, które tworzy aktywowaną komórkę paliwową. Podłącz czerwony przewód do dodatnia i czarny do negatywnego kontaktu woltomierza.

Na tym etapie woltomierz może wykazywać małą wartość, na przykład 0,01 V, chociaż napięcie na nim powinno wynosić zero.

Można również podłączyć małą żarówkę, taką jak żarówka z latarki lub LED.

Część 2 z 2:

Aktywuj komórkę paliwową

jeden. Przez 1-2 sekundy, dotyka zacisków baterii 9-woltowej do uchwytu baterii. Bateria jest potrzebna tylko w celu pominięcia prądu początkowego przez drut, który spowoduje dysocjację cząsteczek wody znajdujących się w pobliżu elektrod, w wyniku których pęcherzyki gazu przydzielają się wokół elektrod. Proces ten nazywa się elektroliza.

Upewnij się, że pęcherzyki gazowe pojawiają się w pobliżu obu elektrod. Jedna elektroda utworzyła pęcherzyki wodoru, a drugi - tlen.
Nie ma potrzeby podłączenia baterii do uchwytu, po prostu dotknij go za pomocą jego terminali, aby uruchomić reakcję.

2. Odłącz baterię. Bateria jest potrzebna tylko w celu aktywowania reakcji. Wyróżniający się wodór i tlen są rekombinowane w wodzie, w wyniku której energia wydana na rozszczepienie cząsteczek wody przez porażenie prądem. Elektrody drutu platynowego będą działać jako katalizator i przyspieszają rekombinację atomów wodoru i tlenu w cząsteczkach wody.

Obraz zatytułowany Budować etap 10bullet1

3. Spójrz na odczyty woltomierza. Początkowo napięcie może wzrosnąć do dwóch woltów, a następnie zacznie spadać (najpierw szybko, a następnie wolniej), gdy zniknęły pęcherzyki wodorowe.

Po pierwsze, żarówka (dioda LED) psuje się jasno, a następnie zacznie szybko zanikać i stopniowo wychodzić.

Rada

Oddzielne ogniwa paliwowe wytwarzają niewielką ilość energii elektrycznej, podobnej do opisanego powyżej. W przypadku potrzebnych potrzeb wymagany jest duża liczba takich elementów, które są połączone w bateriach.
Chociaż woda stosuje się jako elektrolit jako elektrolit, wodorotlenek potasu stosuje się w przemysłowych komórkach paliwowych (takie elementy stosowano w programie kosmicznym Apollo), kwas fosforowy, stopiony sód lub węglan magnezu w wysokich temperaturach lub polimerach specjalnych.

Ostrzeżenie

Podczas pracy z opisaną komórką paliwową, trzymaj go od źródeł ciepła i otwórz ogień. Chociaż ilość uwalnianego wodoru jest niewielka, łatwo łatwo łatwo.