甲醇燃料電池教學(xué)演示系統(tǒng) 

甲醇燃料電池教學(xué)演示系統(tǒng)的用途
燃料電池的應(yīng)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(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置,，當(dāng)燃料和空氣分別被送進(jìn)燃料電池的同時(shí)，電就被奇妙地生產(chǎn)出來(lái),，這與傳統(tǒng)意義上的電池不同,。
該產(chǎn)品采用模塊式設(shè)計(jì)，共分為三個(gè)單元：1,、原料單元,，2、發(fā)電單元,，3,、演示單元。用戶(hù)可以親自動(dòng)手將各個(gè)模塊逐一進(jìn)行安裝,，再加入甲醇燃料，就可以很直觀(guān)的感受到甲醇燃料電池帶來(lái)的神奇發(fā)電過(guò)程,，這樣既鍛煉了用戶(hù)的動(dòng)手能力,，又使其了解了該技術(shù)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)及發(fā)電原理 ，增強(qiáng)了對(duì)前沿技術(shù)及未來(lái)科技的探索欲,，具有很強(qiáng)的教育意義,。

甲醇燃料電池發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出直流電的功率：≥0.01W；
甲醇燃料電池發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出直流電的電壓：≥0.5V,；
甲醇燃料電池發(fā)電系統(tǒng)發(fā)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(shí)使用熱水,；
燃料電池外形尺寸：5.8cm*5.8cm*1.85cm。

結(jié)構(gòu)說(shuō)明與組裝
非常感謝您購(gòu)買(mǎi)并使用我們的教學(xué)演示系統(tǒng)。在您使用前,，請(qǐng)仔細(xì)閱讀以下說(shuō)明,，它將提示您如何規(guī)范操作并延長(zhǎng)其使用壽命。
各部分名稱(chēng)介紹
自備用具：膠皮手套 （一副）,；
電子天平 （一臺(tái)）,。
圖
甲醇燃料電池的組裝
1)將有機(jī)板玻璃板（甲醇儲(chǔ)存面）平放于桌面，擦拭干凈,。
2)取密封圈 <3> 置于有機(jī)玻璃板的密封槽中,。
3)取一片碳板（一面開(kāi)有密封槽），置于有機(jī)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(biāo)記的面正對(duì)有機(jī)玻璃板平放于碳板上。（注意：膜電極完整面為正極,，對(duì)空氣面,；缺角面為負(fù)極，對(duì)甲醇溶液）
6)將有機(jī)玻璃板板平放于桌面,，擦拭干凈,。
7)取一片碳板，置于有機(jī)玻璃板的正確位置,。
8)將固定好碳板的有機(jī)玻璃板整體覆于有機(jī)玻璃板上,，碳板緊貼膜電極 <6> 。

9)將螺母 <1> 放入有機(jī)玻璃板的螺母孔槽中,，安放平整,。適當(dāng)調(diào)整位置，保證膜電極 <6> 和碳板 <4> 與 <7> 正對(duì)且沒(méi)有縫隙后,，用緊固件 <9> 固定,。
演示系統(tǒng)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?jī)?nèi)預(yù)裝30%濃度甲醇溶液）,，為提高甲醇燃料電池啟動(dòng)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(jī)玻璃板 <2> 板,。
3)將安裝過(guò)風(fēng)扇的小電機(jī)置于有機(jī)玻璃板上端的電機(jī)槽中,，然后將兩根導(dǎo)線(xiàn)分別接在燃料電池電極和小電機(jī)的正負(fù)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(fù)極）

發(fā)電原理
甲醇燃料電池由兩塊碳板及夾在其中間的質(zhì)子交換膜（PEM）膜電極構(gòu)成,。甲醇燃料電池中的電解質(zhì)采用質(zhì)子交換膜, 它既可使陽(yáng)極產(chǎn)生的質(zhì)子自由通過(guò),又可防止陽(yáng)極面化學(xué)物質(zhì)及非質(zhì)子離子等滲漏到陰極區(qū)域。從理論上講,，將甲醇和水混合物送至甲醇燃料電池陽(yáng)極,，甲醇就將發(fā)生電催化氧化反應(yīng)生成CO2，并釋放出電子和質(zhì)子,。陽(yáng)極產(chǎn)生的質(zhì)子穿過(guò)電解質(zhì)遷移至陰極與氧氣反應(yīng)生成水,，電子從陽(yáng)極經(jīng)外電路轉(zhuǎn)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(yáng)極區(qū)域,甲醇直接電催化氧化生成二氧化碳,并釋放出質(zhì)子和電子,，方程式如下：
陽(yáng)極反應(yīng)：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(yīng)是:
CH3OH+3/2O2→CO2↑+H2O
（如上圖）直接甲醇燃料電池是質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的一種變種,，它直接使用甲醇在陽(yáng)極轉(zhuǎn)換成二氧化碳和氫，然后如同標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)子交換膜燃料電池一樣,，氫再與氧反應(yīng),。這種電池的工作溫度為120℃，比標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)子交換膜燃料電池略高,，其效率大約在40%左右,。
演示系統(tǒng)的測(cè)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(jī)玻璃板上一側(cè)裝置孔注射甲醇溶液,。接通開(kāi)關(guān),，可看見(jiàn)風(fēng)扇小葉片開(kāi)始旋轉(zhuǎn)。此時(shí),，使用萬(wàn)用表測(cè)量甲醇燃料電池兩側(cè)石墨電極,，
測(cè)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(cè)試正常,。
提示：
1. 如按上述步驟小風(fēng)扇不能正常工作，則考慮安裝規(guī)范,，接線(xiàn)問(wèn)題,；
2. 關(guān)于教學(xué)演示系統(tǒng)使用方法、思維導(dǎo)航,、數(shù)據(jù)分析及拓展,，詳情請(qǐng)參見(jiàn)《甲醇型燃料電池演示系統(tǒng)教學(xué)輔助材料》。
產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)：

用 途：用于學(xué)校教學(xué),、科技館,、少年宮等用來(lái)演示氫能－可再生能源的循環(huán)運(yùn)用過(guò)程。
特 征：本系統(tǒng)是運(yùn)用太陽(yáng)能電池光照產(chǎn)生電能,，產(chǎn)生的電直接通到電解水電池上,，將水電解生成氫氣和氧氣,，氫氣－氧氣進(jìn)入燃料電池,，產(chǎn)生電能驅(qū)動(dòng)負(fù)載運(yùn)行的原理來(lái)演示整個(gè)氫能的循環(huán)運(yùn)用過(guò)程。
技術(shù)參數(shù)：
電源：太陽(yáng)能供電或外接6V直流電源.
外形尺寸：397 mm×310 mm×170 mm
   產(chǎn)品質(zhì)保：質(zhì)保一年,，終身售后