ZKY-RLDC 燃料电池综合特性实验仪简介

ZKY-RLDC 燃料电池综合特性实验仪
ZKY-RLDC燃料电池综合特性实验仪
■氢燃料电池是一种清洁有效的储能和发电方式。

通过学习和研究其原理和特性，学生可以了解当前先进的能源技术。

■本实验包含太阳能电池发电（光能－电能转换），电解水制取氢气（电能－氢能转换），燃料电池发电（氢能－电能转换）几个环节，形成了完整的能量转换、储存、使用的环保能源系统。

学生通过实验可以掌握一种清洁能源的产生、收集存储和使用的方法。

1.实验目的
本实验仪器的目的是：测量PEM燃料电池及其逆过程PEM电解池和太阳能电池的基本特性，了解它们工作原理和特性。

能源为人类社会发展提供动力，长期依赖矿物能源使我们面临环境污染之害，资源枯竭之困。

为了人类社会的持续健康发展，各国都致力于研究开发新型能源。

未来的能源系统中，太阳能将作为主要的一次能源替代目前的煤，石油和天然气，而燃料电池将成为取代汽油，柴油和化学电池的清洁能源。

燃料电池以氢和氧为燃料，通过电化学反应直接产生电力，能量转换效率高于燃烧燃料的热机。

燃料电池的反应生成物为水，对环境无污染，单位体积氢的储能密度远高
于现有的其它电池。

因此它的应用从最早的宇航等特殊领域，到现在人们积极研究将其应用到电动汽车，手机电池等日常生活的各个方面(已有产品问世)，是新能源研究、发展和应用的重要领域，各国都投入巨资进行研发。

本实验包含太阳能电池发电（光能－电能转换），电解水制取氢气（电能－氢能转换），燃料电池发电（氢能－电能转换）几个环节，形成了完整的能量转换，储存，使用的链条。

学生通过本实验，测量质子交换膜(PEM)燃料电池及其逆过程PEM电解池和太阳能电池的基本特性，了解它们工作原理和特性。

掌握一种清洁能源的产生和收集、存储和使用的方法。

本实验内含物理内容丰富，实验内容紧密结合科技发展热点与实际应用，实验过程环保清洁。

物理特性的表达直观明了，物理特性数据的测量方便和实用，是一种进行现代物理实验教学的优秀仪器。

2.实验内容
要完成的实验主要有4项：
1)了解燃料电池系统的工作过程。

仔细阅读有关PEM燃料电池实验仪的组成原
理部分，观察从模拟太阳光接收到PEM燃料电池发电带动风扇负载的整个系
统工作过程。

了解太阳光能量的收集、存储和再发电的过程。

2)燃料电池输出特性的测量：通过对燃料电池输出伏安特性的测量并记录，画出
燃料电池的极化曲线，并计算出燃料电池的效率，从而得到该燃料电池的最大
效率和最大输出功率。

3)质子交换膜电解池的特性测量：通过测量输入电解池的电流和电解输出氢气
的体积，计算氢气产生率的测量值和理论值。

比较不同电压下的输入电流。

比
较氢气产生的测量值及理论值。

4)太阳能电池的特性测量：在一定的光照条件下，改变太阳能电池负载电阻的大
小，测量输出电压与输出电流之间的关系，得到太阳能电池的伏安特性曲线。

得到该太阳能电池的开路电压U oc，短路电流I sc，最大输出功率p m，最大工作
电压U m，最大工作电流I m，填充因子FF。

3.实验系统构成
燃料电池综合特性实验仪系统的实验系统部分由模拟太阳光照的光源和太阳能电池或可调恒流源、PEM水电解池、储气储水气水分离塔、PEM燃料电池、负载和演示电风扇所组成；燃料电池综合特性实验仪系统的测试系统由一个电压表、一个电流表，和一个可调恒流源所组成。

整个实验系统的工作过程是，由模拟太阳光的光源照射太阳能电池产生电流，去驱
动PEM水电解池产生氢气和氧气，通过储气储水气水分离塔后分别得到氢气和氧气，供给PEM燃料电池以发电，最终使电阻负载或演示电风扇工作。

为了定量地得到相关的物理量，在PEM电解池的输入端采用可调恒流源并接上电流表，在PEM燃料电池的输出端接上电流表和电压表，在太阳能电池的输出端接上电流和电压表。

并在气水塔上标有刻度，以读出所生成的氢气和氧气的体积。

通过这些测量，可以得到太阳能电池、PEM燃料电池和PEM电解池的基本特性。

4.技术指标
实验装置部分：
●燃料电池功率：50~100mW
●燃料电池输出电压：800~1000mV
●电解池工作状态：电压：< 6.0V 电流：< 300mA
●太阳能电池功率：1W
测试仪部分：
●电源输出：恒流：0 – 350mA
●电流表：2A 和200mA 两档。

●电压表：20V 和2V 两档。

●交流供电：220V 1A
5.仪器特点
本实验包含太阳能电池发电（光能－电能转换），电解水制取氢气（电能－氢能转换），燃料电池发电（氢能－电能转换）几个环节，形成了完整的能量转换，储存，使用的链条。

学生通过本实验，测量质子交换膜(PEM)燃料电池及其逆过程PEM电解池和太阳能电池的基本特性，了解它们工作原理和特性。

掌握一种清洁能源的产生或收集、存储和使用的方法。

本实验仪器是一种综合性的现代物理实验仪器，本实验内含物理内容丰富，实验内容紧密结合科技发展热点与实际应用，实验过程环保清洁。

物理特性的表达直观明了，物理特性数据的测量方便和实用.。

本实验仪器的实验装置主体部分采用透明的材质来制造，标识清楚美观，非常直观明了地展示了燃料电池和电解池的物理内涵及其应用表现，具有非常高的演示和观赏性。

老师易于讲解，学生易于理解。

是一种进行现代物理实验教学的优秀仪器。

6.配套仪器仪表及其来源
本实验仪器不需要其它配套的仪器仪表。

7.实验类型
综合性的现代物理实验；分组实验。

成都世纪中科仪器有限公司。