甲醇燃料電池教學演示系統 型號:M28006

庫號：M28006  

甲醇燃料電池教學演示系統的用途

燃料電池的應用是一種正在逐步完善的能源利用方式。燃料電池本身是一種將存在于燃料與氧化劑中的化學能直接轉化為電能的發電裝置，當燃料和空氣分別被送進燃料電池的同時，電就被奇妙地生產出來，這與傳統意義上的電池不同。
該產品采用模塊式設計，共分為三個單元：1、原料單元，2、發電單元，3、演示單元。用戶可以親自動手將各個模塊逐一進行安裝，再加入甲醇燃料，就可以很 直觀的感受到甲醇燃料電池帶來的神奇發電過程，這樣既鍛煉了用戶的動手能力，又使其了解了該技術的設計結構及發電原理 ，增強了對前沿技術及未來科技的探索欲，具有很強的教育意義。


甲醇燃料電池發電系統發出直流電的功率：≥0.01W；
甲醇燃料電池發電系統發出直流電的電壓：≥0.5V；
甲醇燃料電池發電系統發出直流電的電流：≥0.02A；
甲醇濃度：5%；
工作溫度：約為20℃～100℃，建議配置甲醇溶液時使用熱水；
燃料電池外形尺寸：5.8cm*5.8cm*1.85cm。

甲醇燃料電池教學演示系統的設計
結構說明與組裝
非常感謝您購買并使用我們的甲醇燃料電池教學演示系統。在您使用前，請仔細閱讀以下說明，它將提示您如何規范操作并延長其使用壽命。
各部分名稱介紹

自備用具：膠皮手套 （一副）；
電子天平 （一臺）。

圖
甲醇燃料電池的組裝

1)將有機板玻璃板 （甲醇儲存面）平放于桌面，擦拭干凈。

2)取密封圈 <3> 置于有機玻璃板 的密封槽中。

3)取一片碳板 （一面開有密封槽），置于有機玻璃板 的正確位置。

4)取密封圈 <5> 置于碳板 的密封槽中。

5)將膜電極 <6> 帶有標記的面正對有機玻璃板 平放于碳板上。（注意：膜電極完整面為正極，對空氣面；缺角面為負極，對甲醇溶液）

6)將有機玻璃板板 平放于桌面，擦拭干凈。

7)取一片碳板 ，置于有機玻璃板 的正確位置。

8)將固定好碳板 的有機玻璃板 整體覆于有機玻璃板 上，碳板 緊貼膜電極 <6> 。


9)將螺母 <1> 放入有機玻璃板 的螺母孔槽中，安放平整。適當調整位置，保證膜電極 <6> 和碳板 <4> 與 <7> 正對且沒有縫隙后，用緊固件 <9> 固定。

演示系統整體裝配

1)甲醇燃料電池零部件裝配完成后，使用注射器與量杯稀釋出5%的甲醇溶液20ml（塑料瓶內預裝30%濃度甲醇溶液），為提高甲醇燃料電池啟動速度，建議稀釋溶液用水采用80-100℃的純凈水。

2)使用注射器將稀釋后的甲醇溶液注入有機玻璃板 <2> 板。

3)將安裝過風扇的小電機置于有機玻璃板上端的電機槽中，然后將兩根導線分別接在燃料電池電極和小電機的正負極。（注意：接觸空氣的碳板面為正極；接觸甲醇溶液的碳板面為負極）

甲醇燃料電池教學演示系統的
發電原理
甲醇燃料電池由兩塊碳板及夾在其中間的質子交換膜（PEM）膜電極構成。甲醇燃料電池中的電解質采用質子交換膜, 它既可使陽極產生的質子自由通過,又可防止陽極面化學物質及非質子離子等滲漏到陰極區域。從理論上講，將甲醇和水混合物送至甲醇燃料電池陽極，甲醇就將發 生電催化氧化反應生成CO2，并釋放出電子和質子。陽極產生的質子穿過電解質遷移至陰極與氧氣反應生成水，電子從陽極經外電路轉移至陰極形成直流電。
將甲醇和水混合物送至甲醇燃料電池的多孔陽極區域,甲醇直接電催化氧化生成二氧化碳,并釋放出質子和電子，方程式如下：
陽極反應：CH3OH+H2O→CO2↑+6H++6e-
在陰極上氧氣被還原生成水:
3/2O2+6e-+6H+→3H2O
電池的總反應是:
CH3OH+3/2O2→CO2↑+H2O

（如上圖）直接甲醇燃料電池是質子交換膜燃料電池（PEMFC）的一種變種，它直接使用甲醇在陽極轉換成二氧化碳和氫，然后如同標準的質子交換膜燃料電池一樣，氫再與氧反應。這種電池的工作溫度為120℃，比標準的質子交換膜燃料電池略高，其效率大約在40%左右。
甲醇燃料電池教學演示系統的測試

按示意圖步驟組裝好甲醇燃料電池后，戴上膠皮手套向有機玻璃板上一側裝置孔注射甲醇溶液。接通開關，可看見風扇小葉片開始旋轉。此時，使用萬用表測量甲醇燃料電池兩側石墨電極，
測出電壓約為0.4V （估值為0.5V）；
電流約為0.02A（估值為0.02A），
則測試正常。
提示：
1. 如按上述步驟小風扇不能正常工作，則考慮安裝規范，接線問題；
2. 關于甲醇燃料電池教學演示系統使用方法、思維導航、數據分析及專業拓展，詳情請參見《甲醇型燃料電池演示系統教學輔助材料》。  ：鮑
  :
：