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电解电池-燃料电池系统的效率

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产品描述

实验目的:

探究电解电池- 燃料电池系统的效率

实验原理

通过E=Pt计算出系统消耗的能量及系统转化成的电能,再通过以下公式计算系统的能量效率:

实验器材

序号

实验箱名称

器材名称

数量

备注

1

新能源实验箱

氢气储气管模块

1

 

2

新能源实验箱

氧气储气管模块

1

 

3

新能源实验箱

PEM电池基座模块

2

 

4

新能源实验箱

PEM电解电池模块

1

 

6

新能源实验箱

PEM燃料电池模块

1

 

6

新能源实验箱

单端插座模块

4

 

7

新能源实验箱

直角插座模块

1

 

8

新能源实验箱

直线模块

1

 

9

新能源实验箱

250欧电位器

1

 

10

新能源实验箱

双插座模块

1

 

11

新能源实验箱

直线插座模块

1

 

12

新能源实验箱

4mm2mm香蕉插座

4

 

13

新能源实验箱

红黑导线

6

 

14

高中物理通用组合仪器箱

数字万用表

1

 

15

新能源实验箱

数字万用表

1

 

16

新能源实验箱

塑料烧杯100mL

1

 

17

 

移动式多功能电源

1

 

18

 

蒸馏

 

自备

实验步骤

1、按照以下实物图所示连接好电解实验部分。

2、按照下图连接好燃料电池、电位器模块和单端插座等组成电路。注意电路的正负极。检查每个模块的极性。燃料电池、电位器必须在同侧有相同的极性。

3、在 100mL烧杯中加入100mL 的蒸馏水,将蒸馏水加注到储气罐中,水不要溢出来。松开并提高自由端的软管,使水向下流入储气罐而不溢出。

4、将电解电路和燃料电池电路连接起来,连接自由端的软管到燃料电池模块,使用导线连接 PEM 电解电池到电源。在电路中串联一个数字万用表(直流20A)用于测定PEM电解电池的电流,再并联一个数字万用表(直流20V)测定PEM电解电池的电压。

5接通电源。设置电压为 3V注意:过高的电压可能会导致 PEM 电解造成不可逆的损坏),让电解电池运行3分钟。

6、将燃料电池底部的孔堵住,启动秒表,当储气罐中氢气达到10cm³时在表1中记录下当前的电流和电压和氢气达到25cm³时需要的时间。

7、氢气储气罐中的气体体积达到30cm³关闭电源开关。更改电路设置,使万用表测量的为PEM燃料电池的电流和电压,如下图所示。

8旋转电位器的调节旋钮,以使电压U约为 0.35 V,启动秒表和读出消耗掉10cm³氢气时对应的电压U和电流I,输入到表1中,在储气罐中剩余5 cm³氢气时停止实验并记录所需时间(如果电流I的测量值在测量期间出现大幅波动,重复测量)。

9在电源关闭时,卸下其他模块,抓起两个储气罐和电解电池,从储气罐的一角将水倒回烧杯中。

结果与讨论

1使用表 1 中的测量值计算出相应的功率和能量,并填入 1

 

1

设备

U(V)

IA

PW

TS

EWs

燃料电池

 

 

 

 

 

电解电池

 

 

 

 

 

 

2、计算电解电池-燃料电池的效率ηtotal

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