氢氧燃料电池实验的再改进

氢氧燃料电池技术被认为是未来实现“双碳”目标的重要途径,《普通高中化学课程标准(2017年版)》也将制作简单的氢氧燃料电池列为学生必做实验之一。在已有研究成果基础上,聚焦于实验设计的生活化、高效化,对氢氧燃料电池实验的电极、装置、电路等进行改进与优化,改进后的实验具有高效、趣味、便捷和操作简单等优点。

空间氢氧燃料电池技术发展现状与趋势分析

针对空间应用场景下的能源需求,对空间氢氧燃料电池技术现状和发展趋势进行分析,总结国内外在空间氢氧燃料电池发电技术的发展趋势,面向利用液氢液氧推进剂的一次燃料电池以及月面可再生电池应用场景,对多种空间电源技术方案进行对比,发现空间氢氧燃料电池在运载火箭上面级推进剂利用、月面探测能源系统、月球原位资源利用、长时间月面驻留等应用场景具有较高潜力。通过分析空间应用场景下氢氧燃料电池电源系统特点,对未来空间氢氧燃料电池技术发展趋势,空间氢氧燃料电池技术发展方向提出展望。

电极孔径及温度对闭式氢氧燃料电池性能的影响机理研究

针对燃料电池内部复杂的水传输机制和水管理策略的影响因素,研究多孔电极的孔径对水传输和水分布情况的影响。建立燃料电池等温模型,通过改变多孔电极的孔径,模拟燃料电池催化层在不同孔径下的水浓度和水分布规律。同时,考虑温度可能带来的影响,在研究过程中选取了燃料电池常见的运行温度,在每个温度值下都进行了模拟。结果表明,在设定的温度下,孔径对水浓度和水分布情况的影响规律是相似的。孔径较大时,电极内的水浓度较低。随着孔径减小,电极内的水浓度不断增大。同时,孔径越小,水浓度增大的速度越快。气体浓度的分布与变化情况正好与水浓度相反。水浓度越高的区域气体浓度越低。随着孔径减小,气体浓度不断上升。从模拟结果来看,当气体扩散层具有微米级孔隙结构时,电极内多余的水分可以较好地排出,同时在较高的温度下水管理更容易较好地实现。阴极流道出口和中部比较容易发生水淹,所以应该对这些区域加设除水装置或设计自除水结构。

课堂演示氢氧燃料电池的可行性研究

现行教材中只有氢氧燃料电池的示意图,缺乏演示实验。为帮助学生认识电池反应的自发性,可借助制作的氢氧燃料电池演示器演示氢气和氧气无需点燃而自发进行氧化还原反应的过程,帮助学生直观地观察实验现象、理解实验原理。

氢氧燃料电池演示实验电极的改进

燃料电池是高中化学重要的知识点,《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》中将“制作简易的燃料电池”列为学生必做实验。针对教材中氢氧燃料电池实验装置储气性能不佳、实验效果不好等问题,对实验电极进行改进,实验效果显著,适合课堂演示实验。同时,利用生活中易得的物品开发燃料电池实验,实验设计新颖,实验现象直观。

水的电解及氢氧燃料电池一体化实验创新设计

化学是一门以实验为基础的学科,化学实验创新设计是培养创新型人才的一种非常重要的手段与方式。针对现行教材中氢氧燃料电池装置现象不明显、效果不够突出等缺点,从实验创新设计背景、改进的思路及改进环节等维度,结合教学实践就水的电解及氢氧燃料电池一体化实验创新设计进行了探讨和剖析。

氢氧燃料电池的创新性改进

本文打破传统制备氢氧燃料电池需要外接电源或以太阳能电池作为电源电解水的思维模型,引入高中物理教学内容中的特斯拉线圈,通过特斯拉线圈产生磁场变化从而在整个闭合回路中产生感应电流。因此,可以用来电解水。与传统氢氧燃料电池相比,本改进实验中的石墨电极不需要活化处理,只需要电解自来水1 min左右,接通微电流传感器就能读取非常显著的电流数值。该实验操作简单、装置廉价、现象明显,有利于培养学生的创新思维能力和促进学科之间的融合教学。

对氢氧燃料电池实验的改进

制作简单的氢氧燃料电池是高中化学必做实验。对氢氧燃料电池进行创新改进,提出引入泡沫镍催化剂提高电解水催化活性,设计新颖。研究以教材为基础,从电极材料的选择、实验宏观表征方式等方面对氢氧燃料电池进行改进,优化了电解质种类。结果表明,实验装置和操作简单,耗时短,需要的电压非常低,数字化的引入使实验更加直观且有说服力,非常适合课堂演示。

氢氧燃料电池实验的家庭化改进

“制作简易的燃料电池”是高中化学学生必做实验,3个主流版本教材均有相关介绍。教材实验及研究者的各种改进,对仪器和药品均有较高的专业性要求,限制了学生课外进一步研究和探索,不利于学习的延伸。笔者利用2B铅笔芯、玻璃杯、海绵、电解质饮料、电子时钟、发光二极管、音乐贺卡芯片等日常生活用品代替专业化实验仪器和药品进行家庭实验,操作简单、效果良好。

数字化技术支持下的氢氧燃料电池实践探究

自制燃料电池是高中化学教学的重要内容,按照教材的实验思路制备的氢氧燃料电池可以使二极管正常发光,但不能驱动小风扇、玩具车。在教材实验的基础上,带领学生利用数字化实验装置,从电池电极、溶液类型、溶液浓度、溶液容量、实验装置、电解时间、电池的串并联等多个角度对氢氧燃料电池的供电电流进行研究,从而制备出能够驱动小电风扇转动、玩具车在桌面行进、给手机充电的氢氧燃料电池。

千瓦级水下用氢氧燃料电池

研制成功输出功率为千瓦级的、可在水下工作的氢氧燃料电池.电池为双石棉膜自由介质型,特点是工作温度无需严格控制,可于60～100℃间正常工作.气路采用“并串联”和“分室”结构,提高了电池的可靠性.以直流电磁偶台泵循环碱液来排水与排热.电池连续排放的尾气送入电池端板内的催化反应器,使氢氧复合为水,减少电池于水下设备用运行时收集尾气的贮罐体积.

一种新型氢氧燃料电池结构设计方案

为了设计无铂金催化剂氢氧燃料电池,通过对简易氢氧燃料电池做各种试验,分析了其反应机理。简易氢氧燃料电池无铂金催化剂但有工作能力,不是由于两个电极本身或溶液带电荷,也非两电极端附近溶液有酸碱性,而是两电极小孔间隙里面有剩余O2、H2气体分子以及充满着的电解质溶液,除此之外的O2、H2气体分子不参加反应。由此提出一种用高压的O2、H2气体通过内含小孔间隙的电极,再泄漏于电解质溶液产生电压的新型氢氧燃料电池结构设计方案。

氢氧燃料电池演示实验的改进

制作简单的燃料电池是高中化学中一个重要的实验内容。在教材实验的基础上,从电极材料、实验装置、用电器等三个方面改进氢氧燃料电池实验,优化电解电压、电解质溶液的种类及浓度等实验条件。实验原理清晰明了,操作简单易行,实验效果显著,适合课堂演示实验。同时,利用生活中易得的物品开发镁燃料电池实验,实验设计新颖,实验现象直观。

氢氧燃料电池的研究进展

本文介绍了氢氧燃料电池的工作原理、研究现状及最新进展 ,认为氢氧燃料电池是目前较理想的燃料电池 。

氢氧燃料电池装置的设计

氢氧燃料电池具有绿色、环保、高效的特点，是目前研究的热门领域之一。人教版高中化学必修2呈现给学生的有关氢氧燃料电池的知识较为抽象，且课堂上也缺乏简易的氢氧燃料电池实验装置供教学使用。为突破这一教学难点，可利用常规实验材料设计出一套适合课堂演示的氢氧燃料电池简易装置，既能突破教学难点，又能加深学生对燃料电池的理解。

氢氧燃料电池的微型化改进

文章对教材上的设计氢氧燃烧电池实验装置进行了微型化改进，使其更简单、方便。

碱性氢氧燃料电池中氢阳极催化剂瑞尼镍活化条件的研究

文中选择瑞尼镍作为碱性氢氧燃料电池氢阳极的非贵金属催化剂，对瑞尼镍的活化条件进行了考察，确定了用７ＮＫＯＨ水溶液在９０℃时反应２６小时为最佳活化条件。

质子交换膜氢氧燃料电池实验装置的制作

阐述质子交换膜氢氧燃料电池结构原理,介绍其实验装置设计、制作过程和使用情况。该装置由电解水氢气氧气制取系统、质子交换膜氢氧燃料电池组和电池测量系统三部分组成,电解水氢气氧气制取系统的阴极和阳极采用布膜隔开,质子交换膜氢氧燃料电池组为氢气导流槽和氧气导流槽能最大限度贴合的三个单体燃料电池串联而成。

简易氢氧燃料电池的制作及演示

有关燃料电池的介绍是新教材增加的内容,为了帮助学生更好地理解其工作原理,需要引入简易、直观的演示实验。本文通过实验探究,首先比较了几种实验装置的利弊,然后系统地测试了电极性能、电解时间、电解液浓度等因素对制成燃料电池性能的影响,还试验了燃料电池的供电能力,为简易氢氧燃料电池的制作及演示提供了实验方法和依据。

自制“氢氧燃料电池展板式教具”在化学实验教学中的应用

“氢氧燃料电池展板式教具”集水的电解、氢气和氧气的检验、氢氧燃料电池放电于一体。能较好地辅助初、高中化学课堂教学，帮助学生认识水的组成、感知氢氧燃料电池，进一步理解化学原理在能源和高新科技领域的应用。