Hoe een brandstofcel te maken: 12 stappen

Met de brandstofcel kunt u brandstof, zoals waterstof of methaan, rechtstreeks in elektriciteit omzetten door middel van een chemische reactie die elektrolyse wordt genoemd. Elke brandstofcel bevat twee elektroden, waarvan er één positief (anode) en de tweede - negatieve (kathode) en de elektrolyt wordt opgeladen die de geladen deeltjes van de ene elektrode naar het andere draagt. Bovendien bevat de brandstofcel een katalysator die de reactiesnelheid op de elektroden verhoogt. In de brandstofcellen op waterstof reageert het met zuurstof en wordt water gevormd als bijproduct, waardoor dergelijke elementen nuttig zijn voor high-tech toepassingen waar de netto-energie nodig is. Om de principes van het brandstofelement te begrijpen, kunt u een eenvoudig element van Undergraduate Materials monteren.

Stappen

Deel 1 van 2:

Maak een brandstofcel

een. Bereid alles voor wat je nodig hebt. Om een eenvoudige brandstofcel te maken, heeft u 30 centimeter platina of platicedraad, ijswand, 9-volt batterij en houder voor het, transparante scotch, glas water, kookzout (optioneel), dunne metalen staaf en voltmeter.

De 9-volt-batterij en de batterijhouder kunnen worden gekocht bij de winkel van de elektronica of huishoudelijke apparaten.

Titel afbeelding Bouw een brandstofcel Stap 1

2. Gesneden uit platina of gecoate platina draad twee stukken van 15 centimeter lang. Platinumdraad wordt gebruikt voor speciale doeleinden, het kan worden gekocht bij de elektronicawinkel. Het zal dienen als een reactiekatalysator.

Het is beter om platina draad te gebruiken, omdat andere metalen, zoals koper, zullen reageren met zuurstof en zout en de oplossing met reactieproducten vervuilen en vervuilen.

Kan worden gebruikt en hoogwaardige roestvrijstalen draad - het is ook vrij bestand tegen chemische reacties.

Titel afbeelding Bouw een brandstofcel Stap 2

3. Smer de draadstukken op een dunne metalen staaf om ze de vorm van de veren te geven. Dit zijn de elektroden van de brandstofcel. Pak het einde van de draad vast en spijker het strak op de staaf zodat de cilindrische veer is. Verwijder de eerste draad uit de staaf en Naveer het tweede stuk draad.

Een spijker, draadhanger of probe-tester kan worden gebruikt als een draadstaaf.

Titel afbeelding Bouw een brandstofcel Stap 4

4. Snijd de batterijhouder in de helft. Neem de NIPPERS, gesneden in de helft, zowel bevestigd aan de draadhouder en verwijder de isolatie van hen. Deze blote draden die je aan de elektroden bevestigt.

Met behulp van het juiste stuk BUSTARD, reinig de uiteinden van de draad van isolatie. Verwijder de isolatie van de uiteinden van die draden die u hebt afgesneden van de batterijhouder.

Cour de draad onder toezicht van volwassenen.

Titel afbeelding Bouw een brandstofcel Stap 5

vijf. Bevestig de elektroden die zijn gereinigd van de isolatie op de elektroden. Sluit de draden aan op de elektroden om de voeding aan te sluiten (de batterijhouder) en de Voltmeter, die bepaalt welke spanning een brandstofcel creëert.

Draai de rode draad van de batterijhouder aan en de gesneden rode draad rond het bovenste uiteinde van een van de draadspoelen, zodat het meest vrij blijft.

Bekijk het bovenste uiteinde van de tweede spoel met een zwarte draad van een batterijhouder en gesneden zwarte draad.

Titel afbeelding Bouw een brandstofcel Stap 6

6. Bevestig elektroden aan een toverstaf voor ijs of een houten staaf. IJswand moet langer zijn dan de nek van een glas met water, zodat ze er bovenop kan liggen. Sluit de elektroden om zodat ze zich verbergen voor de stokken en in het water verlaagd.

U kunt transparante tape of isolerende tape gebruiken. Het belangrijkste is dat de elektroden veilig aan de stok zijn bevestigd.

Toonde afbeelding Make Water Glow Step 13

7. Giet in een glazen kraan of zout water. Om de reactie te stromen, moet water elektrolyten bevatten. Gedestilleerd water past slecht, omdat het geen onzuiverheden heeft die als elektrolyten kunnen dienen. Voor de normale stroom van een chemische reactie kan een zout of voedszoda worden opgelost in water.

Minerale onzuiverheden bevinden zich in conventioneel water van onder de kraan, dus het kan worden gebruikt als een elektrolyt, als u geen zout bij de hand hebt.

Voeg een zout of voedselrijke frisdrank toe aan de tarief van één eetlepel (20 gram) op een glas water. Roer water zodat zout of frisdrank volledig opgelost.

Titel afbeelding Bouw een brandstofcel Stap 7

acht. Zet de toverstok met de elektroden op de nek van een glas met water. Tegelijkertijd moeten de elektroden in de vorm van draadveren onderdompelen onder het water meestal van hun lengte, met uitzondering van contacten met de draden van de batterijhouder. Onder water moet slechts een platina-draad zijn.

Bevestig indien nodig de toverstaf met de hulp van de tape, zodat de elektroden in het water blijven.

Titel afbeelding Bouw een brandstofcel Stap 8Bullet2

negen. Sluit de draden aan die lopen van de elektroden naar de voltmeter of LED-gloeilamp. Met behulp van een voltmeter kunt u de spanning bepalen die een geactiveerde brandstofcel creëert. Sluit de rode draad aan op het positieve en zwart naar het negatieve contact van de voltmeter.

In dit stadium kan de voltmeter een kleine waarde tonen, bijvoorbeeld 0,01 volt, hoewel de spanning erop zou moeten zijn.

U kunt ook een kleine gloeilamp aansluiten, zoals een gloeilamp uit een zaklamp of LED.

Deel 2 van 2:

Activeer de brandstofcel

een. Raakt 1-2 seconden de 9-volt batterijnterminals aan op de batterijhouder. De batterij is alleen nodig om de initiële stroom door de draad over te slaan, die dissociatie van watermoleculen in de buurt van de elektroden zal veroorzaken, waardoor gasbellen rond de elektroden zullen toewijzen. Dit proces wordt elektrolyse genoemd.

Zorg ervoor dat gasbellen in de buurt van beide elektroden verschijnen. Eén elektrode vormde bubbels van waterstof en in de tweede - zuurstof.
Het is niet nodig om de batterij op de houder aan te sluiten, raak het gewoon aan met zijn terminals om de reactie uit te voeren.

Titel afbeelding Bouw een brandstofcel Stap 10

2. Koppel de batterij los. De batterij is alleen nodig om de reactie te activeren. De Distinguished Waterstof en zuurstof worden gerecombineerd in water, waardoor de energie die werd besteed aan de splitsing van watermoleculen door elektrische schok. Platinum draadelektroden zullen optreden als een katalysator en versnellen de recombinatie van waterstof- en zuurstofatomen in watermoleculen.

Titel afbeelding Bouw een brandstofcel Stap 10bullet1

3. Kijk naar de voltmeterwaarden. In eerste instantie kan de spanning toenemen tot twee volt, en dan zal het beginnen met vallen (in het begin snel, dan langzamer) als waterstofbellen verdwenen.

Ten eerste zal de gloeilamp (LED) fel bederven en begint dan snel en geleidelijk uit te gaan.

Tips

Afzonderlijke brandstofcellen produceren een kleine hoeveelheid elektriciteit, vergelijkbaar met het hierboven beschreven apparaat. Voor praktische behoeften is een groot aantal van dergelijke elementen vereist die worden gecombineerd in batterijen.
Hoewel water wordt gebruikt als een elektrolyt als elektrolyt, wordt kaliumhydroxide gebruikt in industriële brandstofcellen (dergelijke elementen werden gebruikt in het Apollo-ruimteprogramma), fosforzuur, gesmolten natrium- of magnesiumcarbonaat bij hoge temperaturen of speciale polymeren.

Waarschuwingen

Houd bij het werken met de beschreven brandstofcel weg van warmtebronnen en open vuur. Hoewel de hoeveelheid vrijgegeven waterstof klein is, is het gemakkelijk ontvlambaar.