產(chǎn)品描述
實驗?zāi)康模?/font>
探究電解電池的- 燃料電池系統(tǒng)的效率
實驗原理
通過E=Pt計算出系統(tǒng)消耗的能量及系統(tǒng)轉(zhuǎn)化成的電能，再通過以下公式計算系統(tǒng)的能量效率：
實驗器材
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序號 |
實驗箱名稱 |
器材名稱 |
數(shù)量 |
備注 |
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1 |
新能源實驗箱 |
氫氣儲氣管模塊 |
1 |
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2 |
新能源實驗箱 |
氧氣儲氣管模塊 |
1 |
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3 |
新能源實驗箱 |
PEM電池基座模塊 |
2 |
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4 |
新能源實驗箱 |
PEM電解電池模塊 |
1 |
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6 |
新能源實驗箱 |
PEM燃料電池模塊 |
1 |
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6 |
新能源實驗箱 |
單端插座模塊 |
4 |
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7 |
新能源實驗箱 |
直角插座模塊 |
1 |
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8 |
新能源實驗箱 |
直線模塊 |
1 |
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9 |
新能源實驗箱 |
250歐電位器 |
1 |
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10 |
新能源實驗箱 |
雙插座模塊 |
1 |
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11 |
新能源實驗箱 |
直線插座模塊 |
1 |
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12 |
新能源實驗箱 |
4mm轉(zhuǎn)2mm香蕉插座 |
4 |
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13 |
新能源實驗箱 |
紅黑導(dǎo)線 |
6 |
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14 |
高中物理通用組合儀器箱 |
數(shù)字萬用表 |
1 |
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15 |
新能源實驗箱 |
數(shù)字萬用表 |
1 |
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16 |
新能源實驗箱 |
塑料燒杯100mL |
1 |
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17 |
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移動式多功能電源 |
1 |
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18 |
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蒸餾水 |
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自備 |
實驗步驟
1、按照以下實物圖所示連接好電解實驗部分。
2、按照下圖連接好燃料電池、電位器模塊和單端插座等組成電路。注意電路的正負(fù)極。檢查每個模塊的極性。燃料電池、電位器必須在同側(cè)有相同的極性。
3、在 100mL燒杯中加入100mL 的蒸餾水，將蒸餾水加注到儲氣罐中，水不要溢出來。松開并提高自由端的軟管，使水向下流入儲氣罐而不溢出。
4、將電解電路和燃料電池電路連接起來，連接自由端的軟管到燃料電池模塊，使用導(dǎo)線連接 PEM 電解電池到電源。在電路中串聯(lián)一個數(shù)字萬用表（直流20A）用于測定PEM電解電池的電流，再并聯(lián)一個數(shù)字萬用表（直流20V）測定PEM電解電池的電壓。
5、接通電源。設(shè)置電壓為 3V（注意：過高的電壓可能會導(dǎo)致 PEM 電解造成不可逆的損壞）,讓電解電池運行3分鐘。
6、將燃料電池底部的孔堵住，啟動秒表，當(dāng)儲氣罐中氫氣達(dá)到10cm³時在表1中記錄下當(dāng)前的電流和電壓和氫氣達(dá)到25cm³時需要的時間。
7、氫氣儲氣罐中的氣體體積達(dá)到30cm³關(guān)閉電源開關(guān)。更改電路設(shè)置，使萬用表測量的為PEM燃料電池的電流和電壓，如下圖所示。
8、旋轉(zhuǎn)電位器的調(diào)節(jié)旋鈕，以使電壓U約為 0.35 V，啟動秒表和讀出消耗掉10cm³氫氣時對應(yīng)的電壓U和電流I，輸入到表1中，在儲氣罐中剩余5 cm³氫氣時停止實驗并記錄所需時間（如果電流I的測量值在測量期間出現(xiàn)大幅波動，重復(fù)測量）。
9、在電源關(guān)閉時，卸下其他模塊，抓起兩個儲氣罐和電解電池，從儲氣罐的一角將水倒回?zé)小?/font>
結(jié)果與討論
1、使用表 1 中的測量值計算出相應(yīng)的功率和能量，并填入表 1。
表1
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設(shè)備 |
U(V) |
I（A） |
P（W） |
T（S） |
E（Ws） |
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燃料電池 |
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電解電池 |
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2、計算電解電池-燃料電池的效率ηtotal。
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