简易氢氧燃料电池制作
简单氢氧燃料电池制备
3. 将碳棒电极、烧杯、开关、发光二极管等按图1所示组装，并在烧杯中注入1mol/L
的Na2SO4溶液，液面至刚好浸没碳棒（此时开关均断开）。 4. 调节低压电源的电压到6V(经测量输出电压为7.2V)，分别将正、负极与上述实验 装置中的碳棒相连，闭合S1通电一段时间后断电，再闭合S2，此时的实验装置即 成为一个简易的氢氧燃料电池。
所需材料：玻璃烧杯（1个），碳棒（2根），开关（2个），发光二极管（一个）， 直流电源（干电池），导线若干 所需设备：电化学工作站，池实验装置
图3：发光二级管图形符号及管角极性的标志
三、实验步骤
1．多孔碳棒的加工 将石墨碳棒放到酒精喷灯上加热除去其中的胶质，并淬火3～4次，即形成多孔碳 棒，也就是多孔碳电极。 2. 采用独股铜芯(铜芯直径1mm)的胶皮电线拧成“麻花”状将碳棒电极固定于其中， 然后架在小烧杯口上(见图2)。
简单氢氧燃料电池制备
一、实验原理
利用多孔碳棒作燃料电池的正、负极，1mol/L的Na2SO4溶液作 电解质溶液。负极吸附氢气，正极吸附氧气。 氢氧燃料电池工作时，负极上的氢放出电子，发生氧化反应，正 极上的氧得到电子，发生还原反应。 电能 化学能，化学能 电能循环的过程。
电极反应 ：
二、实验器材与材料
四、实验数据和结果
分别改变电解时间、电解液浓度等变量，测试制成电池 的有关性能。
实验变量 电解时间1min 1mol/L Na2SO4 电解时间2min 1mol/L Na2SO4 电解时间1min 0.5mol/L Na2SO4 发光二极管 亮度 电压（V） 电流（mA） 电阻(Ω)
注：可自行稀释溶液
谢谢！
氢氧燃料电池
静态排水
2014年6月13日，中国航天八院811所研制出静态排水燃料电池模块，该模块成功实现高电流密度的长时间 稳定放电，在国内首次实现连续8小时无气体排放。
谢谢观看
氢氧燃料电池
电池类型
01 背景
03 组成结构
目录
02 工作原理 04 电池分类
05 主要特点
07 研发设备
目录
06 应用领域
基本信息
燃料电池是很有发展前途的新的动力电源，一般以氢气、碳、甲醇、硼氢化物、煤气或天然气为燃料，作为 负极，用空气中的氧作为正极．和一般电池的主要区别在于一般电池的活性物质是预先放在电池内部的，因而电 池容量取决于贮存的活性物质的量；而燃料电池的活性物质（燃料和氧化剂）是在反应的同时源源不断地输入的， 因此，这类电池实际上只是一个能量转换装置。这类电池具有转换效率高、容量大、比能量高、功率范围广、不 用充电等优点，但由于成本高，系统比较复杂，仅限于一些特殊用途，如飞船、潜艇、军事、电视中转站、灯塔 和浮标等方面。
研发设备
再生式
静态排水
再生式
将电池反应产物（水）通过电解器转变成反应物（氢和氧），再重复使用以产生电能的燃料电池，由燃料电 池和电解器两部分组成。可以作为大功率太阳电池阵电源系统的贮能装置。有日照时，太阳电池阵提供电能给航 天器负载，还用于将水电解成氢和氧，使部分电能贮存起来。航天器进入阴影区太阳电池不能发电或供电不足时， 由这种燃料电池供电。氢氧燃料电池是不需要将还原剂和氧化剂全部储藏在电池内的装置。
②培根型燃料电池：属碱性电池。氢、氧电极都是双层多孔镍电极(内外层孔径不同)，加铂作催化剂。电解 质为80%～85%的苛性钾溶液，室温下是固体，在电池工作温度(204～260°C)下为液体。这种电池能量利用率较 高，但自耗电大，起动和停机需较长的时间（起动需24小时，停机17小时）。
氢氧燃料电池的制作
氢氧燃料电池的制作燃料电池是一类新型化学电池。
氢气、氧气、甲烷等都可以成为它的原料。
它具有能量转化率高、无污染、节约金属资源等优点，具有巨大的应用价值。
但是，由于这类电池必须用特殊的催化剂，而该类催化剂现在制造困难，价格昂贵，所以，这类电池还不能普及，仅能应用于人造卫星、太空站等高科技领域。
我们运用已学过的原电池、电解池知识，在学校科技活动中，我创新制作了可用于演示的氢氧燃料电池，效果很好．现介绍如下：一．用具和原料U型管，石墨碳棒，分液漏斗，酒精喷灯，低压直流电源，30%的氢氧化钠溶液（或30%的稀硫酸），橡皮塞（双孔），导线等。
二．制作原理用多孔碳棒作燃料电池的正、负极，30%的氢氧化钠溶液作电解质溶液。
负极吸附氢气，正极吸附氧气。
氢氧燃料电池工作时，负极上的氢放出电子，发生氧化反应，正极上的氧得到电子，发生还原反应：负极2H2+4OH-_4e=4H2O正极O2+2H2O+4e=4OH-总反应2H2 + O2= 2H2O三．制作过程1.多孔碳棒的加工将石墨碳棒放在酒精灯喷灯上加热除去其中的胶质，并淬火3---4次，即形成多孔碳棒，也就是多孔碳电极。
2.把多孔碳电极、U型管、分液漏斗、橡皮塞（双孔）按图所示组装；再通过分液漏斗向U型管中注满氢氧化钠溶液，密闭。
3.氢气、氧气的制备调节低压直流电源的电压到6伏，并把其正、负极分别与图装置中的两个碳棒电极相连接；接通电源，电解氢氧化钠溶液制取氢气、氧气，且制得的氢气与氧气的体积比为2:1.去掉电源，上图所示装置就成为一只氢氧燃料电池。
四．氢氧燃料电池的工作氢氧燃料电池的正、负极分别与灵敏电流计的正、负极连接，可以看到电流计指针偏转。
如果把两个氢氧燃料电池并联，再与发光二极管串联，二极管发光。
经实验测定，一只氢氧燃料电池可提供0.1安以上的电流，1.5伏以上的外电压。
果类催熟剂的实验室配制果类植物在开花前新陈代谢非常旺盛，在该时期提高氧气的浓度，对促进果实早熟、提高水果的营养成分和质量具有重要作用。
自制燃料电池详细教程
自制燃料电池详细教程做个燃料电池吧，（氢氧化钠是强碱性的所以大家玩的时候要多加小心）：这就是氢氧化钠。
做燃料电池浓度不需要太高，随意就好。
氢氧化钠易溶于水，溶于水时放热。
加了10ml水，O（∩_∩）O~。
水开始发热了。
可以明显看到热气。
因为放的氢氧化钠少所以放出的热热比较少，手摸瓶底能明显感觉烫手了。
加点铝试试~~~（钻铝散热片得到的渣…）铝开始冒泡，好像生成的是氢气吧，好像还有偏铝酸。
铝没放多，因为在卧室怕出意外，氢气还是很危险的。
大家玩时要注意通风哦~这张照片比较清楚。
可以明显看到气泡。
好了到此结束，步入正题。
找一个药瓶，在盖子上钻孔，我用的是4mm的钻头，因为5号电池的碳棒就是4mm直径的。
拆5号碳性电池获得多孔石墨一根。
（这是以前拆的，段了一小截，没事凑合用。
）就像这样，插进去。
···用结构胶密封，防止漏气。
漏气电压下降的很快。
因为结构胶类似火腿肠的封装。
所以可能不是很好挤出来，哈哈，把胶挤到注射器里再用就方便多了。
就像这样，密封好，还是要再拆一节电池，因为需要两根碳棒，（以前拆了好多都找不到了。
）作案工具：剪刀，剥线钳。
原料：5号碳性电池。
从正极开始往下剥，剥成这个样子然后用钳子在电池上夹几下，注意不要用太大力，否则碳棒会断的。
用钳子夹住正极使劲拽。
就把碳棒给拽出来了。
给碳棒加热，加热的同时把碳棒上面的黑色不明液体擦干净，就行拉。
跟上一个碳棒一样，打孔然后插进去，打胶密封。
☺有点不协调，哈哈，一长一短。
里面也打上胶。
等一个晚上，等结构胶干。
嘀嘀嘀嘀嘀嘀。
（此处省略一晚。
）把氢氧化钠兑的水倒入药瓶中，在兑点水，不需要氢氧化钠太浓的。
盖上盖子，看看~还好，不是很丑。
哈哈哈（原谅我淫荡的笑~）哈哈哈测一测电压。
额。
哦。
还没充电呢哈哈。
3.5v充电一分钟。
充完电之后2.3v左右过了一会，电压在慢慢下降。
1.78v越来越低了。
1.659v彻底没电了。
此电池，制作完毕~~~。
简易氢氧燃料电池的制作
简易氢氧燃料电池的制作10111550142 尚云龙一、实验原理水电解时，为了增加其导电能力，加入电解液，如硫酸钠等作为电解液(硫酸、氢氧化钠、硝酸钾等均可)，电解时两极发生如下反应：阳极：2H2O →O2↑+4H++4e阴极：4H2O+4e →2H2↑+4OH-总反应：2H2O→2H2↑+O2↑在两极吸附满气体后，拆去外电源，使燃料电池放电，两极发生如下反应：正极：O2+4H++4e →2H2O负极：2H2+4OH-→4H2O+4e总反应：2H2+O2→2H2O二、实验用品仪器：学生电源及导线，发光二极管，烧杯，碳棒2根，煤气灯，固定装置，坩埚钳，石棉网试剂：硫酸钠溶液三、实验步骤1、将石墨碳棒放到酒精喷灯上加热至红热，立即放入装冷自来水的烧杯中，反复3～4次，即形成多孔碳棒。
2、如图装好实验装置，加入硫酸钠为电解液，两碳棒分别接通电源的正、负极，调节电压约5V，电解约1~2min。
3、关闭电源，马上拔下导线与电源相接的一端，将这端与发光二极管相接（注意正负极），二极管即被点亮。
4、记录灯亮时间。
四、实验现象电解后，阴极和阳极周围迅速有气泡产生。
且阴极上的气泡明显比阳极的要多。
（阴极H2，阳极O2，理论体积比2：1）关闭电源后将导线连接到发光二极管，长腿接原来的阳极（红线），短的接阴极（黑线）。
可以看到发光二极管发光，颜色是淡黄绿色的。
灯颜色逐渐变暗，连续发光90s。
五、实验相关讨论电解水的可逆理论电压大约为1.23v，理论上水的分解电压与溶液的pH无关。
但由于过电势、欧姆压降等因素，导致分解电压各不相同，但一般来讲，过电势就2v左右，欧姆压降一般在1v以内，所以实际电压控制在4v。
自制氢氧燃料电池_天启实验室
元素周期律 自摄
天启 11 年(2015) 11 月 24 日编辑整理。 编辑过程中仅对表述错误和不妥之处进行了 订正，并增加了图启权利！
[1]
2.组装电池 将两根碳棒的分别一端夹上一根带锷鱼夹的导线，用胶带固定在烧杯内壁相对的两处。 向烧杯内注入 50mL 与低压直流电源相连，两极（碳棒）随即产生大量气泡（负极产生 氢气，正极产生氧气）
2 H2O →
电解
2 H2↑ + O2↑
通电 60s 后断电，气泡仍然附着在电极表面[2]。 4.放电 将原来接电源正、负极的导线一端接在量程为 5V 的电压表正、负接线柱。刚接上电压 表时，指针偏转。这是由于电池两极发生如下反应： 负极：H2 - 2e- + 2 OH- = 2 H2O 正极：
1 2
O2 + H2O + 2 e- = 2 OH-
电压表的示数最大可达 1.5V。由于所使用的电磁式电压表不是内阻 r = ∞的理想电压表，工 作时有电流通过，电压会缓慢衰减[3]。
天启实验室原始资料 天启实验室纪念馆编辑整理
注：[1]不要对成滴的石蜡加热，小心喷溅出来。[2]不要振动电池，以免损失气泡。[3]电池 的电动势最大可达到 1.5V，将两个这样的燃料电池串联可使发光二极管发光。 图：放电中的燃料电池，电压表示数单位为毫伏(mV)
天启实验室原始资料 天启实验室纪念馆编辑整理
自制氢氧燃料电池
元素周期律
天启实验室 天启 2 年(2006) 7 月 7 日
材料：酒精灯，镊子，烧杯（100mL），带锷鱼夹的导线两根，胶带，低压直流电源(12V)， 电压表（直流，量程为 5V）；废旧 2 或 5 号锌锰电池的碳棒两根，氢氧化钾，水。 操作： 1.加工碳棒 用镊子夹持碳棒在酒精灯外焰加热灼烧，碳棒内部的黏合剂（石蜡）被蒸出，起火燃烧 ；待石蜡烧尽后再加热片刻，随即投入冷水中。重复上述操作 2~3 遍，碳棒表面就被加工 得疏松多孔。
简易氢氧燃料电池的制作及演示
装置３
（ ）实 验 方 法 ３
均值 。
石 墨碳棒 的处 理 ： 石 墨 碳 棒 插 入 红 热 的 木 将
氢氧 燃料 电 池 的 演 示方 法 及 测 试 ： 制 成 的 将
燃 料 电池 与各 种 负载 相连 （ 意正 、 注 负极 ） 负载包 ，
炭 中灼 烧 以除 去其 中 的胶质 ， 并淬 火 （ 烧至 红热 后
电池 放 电情 况 测试 结 果 ： 用未 经 处 理 的普 使 通 碳棒 时 ， 电 风扇运转 ３ｓ使用 多孔碳棒 时 ， 小 ０； 小
电风扇运 转 １０ 。 ３ｓ
电池放 电情 况测 试如 表 １ 示 。 所
裹 １ 不 同实验装置的电池放电情况测试结果
结果 表 明 ， 电极 的内表 面积越 大 ， 制成 的 电池 电能 越大 。说 明吸 附在 电极 上 的气 体量 越 多 ， 越
溶液 。
中并不 常见 ， 以学 生普 遍Байду номын сангаас 到 新鲜 、 所 好奇 。但 在
介 绍其工 作 原 理 时 ， 材 中 只有 示 意 图而 没 有 演 教 示 实 验 ， 以学 生 较 难 理解 ， 好 奇 心 也 大 打 折 所 其
扣 。为此 ， 要 设 计 出既符合 学 生认 知水 平 ， 需 又生
碳棒 与普通 碳 棒 ） 电解 液浓度 等 因素 对制 成燃 料 、 电池 性能 的影 响 ， 量 结果 取 平 行 三次 测 量 的 平 测
碳棒 ， 电解 液为 １ ｏ ＬＮ Ｏ 溶 液， ｍ ｌ ａＳ ／ 液面至刚好
浸没 碳棒 ， 使用 同一 小 电风扇 及 电珠测 试 。 均
主要 实验 现象 ： 电解 时装 置 １的碳 棒 处 液 面
简单的燃料电池
简单的燃料电池1、氢氧燃料电池在U形管中加入1mol/L的Na2SO4溶液，并滴入2滴酚酞溶液。
用导线将两根石墨棒与电流表相连，组装成如图所示的电路。
向两边的石墨棒上分别通入氢气和氧气。
电流表指针发生偏转，通入氧气的石墨棒附近的溶液变红色。
反应一段时间后，停止通入气体，振荡U形管，红色褪去。
负极：2H2－4e－===4H＋正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－总反应式：2H2＋O2===2H2O通氧气的一端是正极区，反应过程中生成OH－，酚酞变红色。
两极生成的OH－和H＋的物质的量相等，所以振荡溶液，红色褪去。
2、乙醇燃料电池将上面装置中的氢气换成乙醇蒸气，电解质溶液换成KOH溶液，其它不变。
同样可以看到电流表的指针发生偏转，说明也形成了燃料电池。
乙醇在负极失电子，生成二氧化碳，但电解质是KOH，会与CO2反应生成K2CO3。
负极：C2H5OH－12e－＋16OH－= 2CO32-＋11H2O正极：O2＋2H2O＋4e－= 4OH－3、乙烯催化氧化成乙醛(CH3CHO)可设计成如图所示的燃料电池，请回答下列问题。
(1)请在装置图中标出正、负极和反应物。
(2)分析电池中电子的移动方向：_________，电解质溶液中H＋的移动方向：________。
(3)写出此燃料电池的正极反应式：_____________，总反应式：_________。
(4)若有2 mol乙烯参与反应，理论上转移的电子数为________。
答案：(1)(2)电极a→导线→电极b从左向右(3)O2＋4e－＋4H＋= 2H2O2C2H4＋O2→2CH3CHO(4)4N A分析：结合原电池的工作原理和装置图，a是负极，b是正极，磷酸作电解质。
负极上乙烯失电子生成乙醛，从组成上看是得1个氧原子，相当于失去2个电子，电极反应式为:C2H4 + H2O -2e- = 2H+ + CH3CHO正极上氧气得电子：O2＋4e－＋4H＋= 2H2O两式叠加得总反应式。
氢燃料电池的制作方法
氢燃料电池的制作方法氢燃料电池是一种利用氢气和氧气直接生成电能的新能源技术，它具有高能效、无污染排放和可再生等优点，被广泛认为是未来能源发展的重要方向之一。
下面将介绍氢燃料电池的制作方法。
首先，氢燃料电池的核心是由阳极、阴极和电解质三部分组成的电化学系统。
其中，阳极常用的材料是铂、镍或钯等，而阴极则常用铂、镍或钌等材料。
电解质可以选择固体氧化物、质子交换膜或碱性电解质等。
其次，制作氢燃料电池的第一步是准备阳极和阴极材料。
阳极和阴极均需经过粉末冶金工艺，将材料粉末进行混合、压制和烘烤等处理，制备成合适的块体或织物状结构。
然后，将阳极和阴极材料分别涂敷在导电碳纤维或碳纸基底上，形成阳极电极和阴极电极。
这一步需要注意涂层均匀、密度适中，以保证后续电化学反应的进行。
接下来，将阳极和阴极电极与电解质上下叠压在一起，并用热压或粘结剂固定，形成氢燃料电池的电极单体。
电解质可以选择质子交换膜，该膜可以传递氢离子但阻止气体通透，以减少质子的扩散损失。
然后，将多个电极单体按照设计要求进行连接。
阳极和阴极之间的连接需要用金属导线进行，将电极连接到外部电路，以便将电化学反应转化为电能。
此外，也需要将氢气和氧气通道分别连接到阳极和阴极上，以供氢气和氧气输入。
最后，将整个氢燃料电池组件进行密封，以保证电池内部的氢气和氧气不外泄，并进行表面处理，提高其耐久性和美观性。
制作完毕后，将氢燃料电池组件与适当的供氢、氧气和电力调节系统相连接，即可投入使用。
总的来说，氢燃料电池的制作需要经过材料准备、电极制备、电池组装和系统连接等多个步骤。
制作过程中需要注意材料选择、工艺控制和密封性能，以保证氢燃料电池的高效能运行和长期稳定性。
随着科学技术的进步和材料的不断创新，相信氢燃料电池将在未来得到更广泛的应用和发展。
接上文，氢燃料电池的制作方法具体包括以下几个步骤：第一步，材料选择。
由于氢燃料电池涉及到阳极、阴极和电解质三部分，因此在制作过程中需要选择适合的材料。
化学教学论实验报告——氢氧燃料电池的制作
化学教学论实验报告——氢氧燃料电池的制作化学系2011级化学2班罗晗 10111550218一、实验方程式、装置：1、电解水时，选用1mol/L硫酸钠溶液作为电解质溶液，两极发生如下反应：阳极：2H2O =O2+4H++4e-阴极：4H2O +4e- =2H2+4OH-2、两极吸附满气体后，拆去外电源，使燃料电池放电，两极发生如下反应：正极：O2+4H++4e- =2H2O负极：2H2+4OH-=4H2O +4e-3、实验装置：二、实验注意事项：1、在实验过程中，燃料电池具有正负极，应当正确判断其正负极，防止二极管的电极接反，最终导致其不能发光。
发光二极管灯脚有正、负极之分，长脚为正极，短脚为负极。
如不能识别，可直接用燃料电池接试，如不发光，说明接反了，交换一下电极即可。
2、由于普通碳棒表面较为光滑，所以在电解过程中难以吸附较多的氢气和氧气，导致发光二极管发光时间较短，实验效果不明显，所以要把普通炭棒置于高温火焰上灼烧到发红，立即投入冷水中使其表面变得粗糙多孔，使其在电解水时可吸附较多的氢、氧气体。
三、实验思考：1、电解质溶液的种类对最终发光二极管的发光时间有何影响？答：经过查阅资料得知，电解质溶液的种类对最终发光二极管的发光时间具有较大影响，设计实验分析其影响大小，实验结果如下表：由此可知，电解质溶液的种类对二极管发光时间具有较大影响，因为不同种溶液电离出的离子种类不同，其最终产生的离子数目也不同，从而导致其导电能力不同，最终的二极管发光时间也就不同了。
如上面实验可以看出，硫酸与氢氧化钠的导电能力相似，其电解出的离子数目相近；而硫酸钠电离出的离子出较多，导电能力较强。
2、为何要将碳棒进行淬火？是否淬火次数越多越好？答：由于普通碳棒表面较为光滑，所以在电解过程中难以吸附较多的氢气和氧气，即最终成为燃料电池所能储存的电能较少，最终的发光二极管发光时间较短，实验效果不明显。
而把普通炭棒置于高温火焰上灼烧到发红，立即投入冷水中使其表面变得粗糙多孔，则会使其在电解水时可吸附较多的氢、氧气体，最终储存的电能较多，发光二极管的发光时间也较长。
自制氢燃料电池
氢燃料电池能直接将氢气和氧气转换成电能，副产品是水，因此对环境没有任何污染。
目前氢燃料电池主要被应用在需要高效、清洁电能的高技术装备如航天器上。
下面让我们花10分钟，自己制作一个简易氢燃料电池，学习这种装置的原理吧。
一、材料与工具15厘米长的细铂金丝2根，因为金属铂非常贵，也可用镀铂的镍丝代替；1根冰淇淋棒或相同大小的木片；1块9伏干电池以及专用电池夹；透明胶带；水杯和水；万用表。
二、制作过程1.制作电极。
把2根铂丝分别在万用表的探针上绕成弹簧状，作为氢燃料电池的两个电极。
2.电池夹两根导线的中间部位分别剥去一小段绝缘外皮，但不要弄断导线，然后把露出的金属丝各与一个电极拧在一起。
两个电极用透明胶带分开固定在冰淇淋棒上，如图1。
3.用透明胶带把冰淇淋棒固定在水杯上，让两个铂丝电极完全浸入水中。
万用表调到电压档，测量两个电极之间的电压，如图2。
此时万用表的读数是0伏（或一个很小的读数如0.01伏），说明两个电极之间没有电压。
4.制造氢气和氧气。
把1块9伏电池接在电池夹上，红色导线对应电池正极，黑色对应负极。
万用表测量出两个铂丝电极之间存在9.19伏的电压。
因为电极浸泡在水中，通电后便开始电解水的反应。
如图3，左边电极（正极）上附着的气泡内是氢气，右边气泡内是氧气。
由于不需要太多气体，所以电池无需真正装在电池夹上，只需短暂接触1至2秒即可。
图1图2图3自制氢燃料电池. All Rights Reserved.。
氢氧燃料电池“DIY”设计与优化
氢氧燃料电池“DIY ”设计与优化临澧县第一中学 肖修锋一、问题的提出当今世界能源问题是一个灸手可热的话题，而燃料电池的开发与利用无疑是解决这一问题的重要途径。
人教版普通高中实验教科书《必修2》、《选修4》分别介绍了燃料电池特点、用途和原理，这部分内容理论性较强，而教材中没有安排相应的实验，很多学生还误认为燃料电池是可燃物燃烧后才会产生电流。
同时由于没有现成的实验装置，很少有老师演示这个实验。
二、实验目的利用生活常见物品组成燃料电池装置。
先将电能转化为化学能，再将氢和氧的化学能转化成电能，将电解和燃料电池结合起来，直观的展示了水的电解和化学电源中燃料电池的工作原理，激发学生的学习兴趣，提高学生理论联系实际的能力，为今后解决能源危机问题搭建平台。
三、实验仪器及试剂仪器：玻璃杯、9V 干电池、中华牌铅笔、5号干电池碳棒、20ml 一次性注射器、音乐贺卡上的小喇叭、石英钟、发光二极管、导线、电压表等试剂：醋酸精，氢氧化钠溶液，碳酸钠溶液等 四、实验装置示意图及原理图1 燃烧电池电解示意图 图2 燃烧电池放电示意图 图3 燃烧电池原理示意图图4 自制燃烧电池实物图 图5 燃烧电池开路电压图 图6 燃烧电池电路中的石英钟KK Na 2CO 3溶液O 2H 2小功率用电器五、实验操作1、按图1组装好仪器。
向烧杯中倒入2mol/LNa2SO4溶液，排出针筒内空气，让溶液浸没带木屑的铅笔芯。
2、用导线将铅笔芯电极与9V干电池相连，电解2分钟左右。
可以观察到碳棒上出现大量气泡，同时针筒内液面下降，两极都有气体聚集。
3、将导线与电源断开，直接与电压表相连，测出燃料电池的电压，再与石英钟、二极管、小喇叭等小用电器相连，观察现象。
六、装置的设计与优化表1 电解质种类与燃料电池放电能力研究电解质种类电解电压(V) 电解时长(min) 电极燃料电池开路电压（V）2mol/L醋酸溶液9 2 带木屑铅笔芯 2.02mol/L 烧碱溶液9 2 带木屑铅笔芯 2.22mol/L苏打溶液9 2 带木屑铅笔芯 2.3 结论：燃料电池的放电能力与电解质种类、酸碱性没有必然联系，鉴于物品腐蚀性、原料价格等因素，实验中选择苏打溶液为电解质。
实验活动制作简单的燃料电池课件【新教材】人教版高中化学选择性必修一
课前篇素养初探
原理梳理
实验探究
实验反思
随堂检测
1.一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极,两电极插入 KOH 溶液中,
向两极分别通入乙烷和氧气,其电极反应式为 C2H6&,2H2O+O2+4e()
4OH-。有关此电池的推断正确的是
A.电池工作过程中,溶液的pH逐渐减小
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4.实验活动5 制作简单的燃料电池 课件【新教材】人教版（2019）高 中化学 选择性 必修一( 共10张 PPT)
-8-
4.实验活动5 制作简单的燃料电池 课件【新教材】人教版（2019）高 中化学 选择性 必修一( 共10张 PPT)
原理梳理
实验探究
实验反思
课前篇素养初探 随堂检测
3.一种甲醇燃料电池采用铂或碳化钨作电极催化剂,在稀硫酸电解
实验活动5 制作简单的燃料电池
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1.理解燃料电池的工作原理,培养变化观念与平衡思想等核心 素养。 2.学会设计和制作氢氧燃料电池,培养科学态度与社会责任等 核心素养。
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原理梳理
实验探究
实验反思
课前篇素养初探 随堂检测
用惰性电极电解水的原理为: 2H2O 2H2↑+O2↑
氧燃料电池工作原理为:
液中直接加入纯化后的甲醇,同时向一个电极通入空气。回答下列
问题:
已知:电池放电时发生反应的化学方程式为
2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。 (1)该电池的正极上发生的电极反应是
;负极上
发生的反应电极是
。
(2)电解液中的H+向
(填“正”或“负”,下同)极移动;
向外电路释放电子的电极是
自制简易氢氧燃料电池
自制简易氢氧燃料电池作者：宋文国来源：《化学教与学》2013年第08期文章编号：1008-0546（2013）08-0097-01 中图分类号：G633.8 文献标识码：Bdoi：10.3969/j.issn.1008-0546.2013.08.038氢氧燃料电池是一种将氢气和氧气反应的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置。
这种装置的最大特点是反应过程中不涉及到燃烧，可以在低温下进行，能量转换效率高，可达60%～80%，实际使用效率则是普通内燃机的2～3倍。
另外，它还具有噪音低、对环境污染小、可靠性及维护性好等优点，因此燃料电池的研究受到各国的重视。
由于燃料电池在电极制作和燃料的储存、携带方面技术要求很高，目前尚未得到普及。
中学化学教科书的大部分版本中关于燃料电池的介绍仅限于文字和示意图，这使得学生对燃料电池的构造和原理缺乏感性认识，从而产生一种神秘感。
而氢氧燃料电池又是高中化学的重要内容，高考中也经常考到氢氧燃料电池，学生对新型的燃料电池也很感兴趣，鉴于此笔者设计了一个氢氧燃料电池的简易装置，仪器要求极其简单，实验效果很好，可供中学化学教学演示使用。
一、实验装置实验装置如图所示：二、装置制作方法1.石墨电极的制作：把从旧电池中取来的石墨棒洗净，在酒精喷灯上加热除去杂物，并淬火多次，即形成多空石墨电极。
2.在石墨电极上焊接上铜导线，然后用热熔胶或石蜡固定密封到玻璃管一端，如右图所示。
3.把两根含电极的玻璃管和第3只玻璃管按右图插入三孔胶塞中，并按右图连接好装置。
图中电源可以用6V-12V电池，也可以用学生直流电源；检验氢氧燃料电池电流可以用电流表、音乐贺卡、玩具小风扇、石英钟等。
（有条件的可以吹制成玻璃的，使用更方便）三、使用方法1.向广口瓶中注入30%的KOH溶液至如图所示的位置，然后用胶塞塞住空玻璃管口，将广口瓶倒立过来使含有电极的玻璃管充满溶液，然后再把广口瓶正立过来，并拿掉空玻璃管的胶塞。
氢氧燃料电池生产工艺流程
氢氧燃料电池生产工艺流程氢氧燃料电池是一种透过水和氢气或是其他含氢原料来产生电力的设备。
相较于传统燃料电池，氢氧燃料电池无需热能的参与，因此较为高效且环保。
本文将详细介绍氢氧燃料电池产业生产工艺的流程。
一、前期准备：1. 原料准备：燃料电池生产的主要原料包括氢气、氢气能源贮藏材料、金属膜、电解质、活性材料以及导电材料等，在生产前需要储备充足。
2. 设备准备：需要准备生产燃料电池所需的化学设备、给水设备、电解质设备、测试设备等以及工作场所。
3. 技术人员准备：需要拥有一定的电化学、物理学及材料学知识的技术人员加入生产队伍。
二、制备氢气：1. 氢气制备：燃料电池生产的基础原料之一就是氢气，目前氢气的最常见源是通过水电解得到。
2. 氢气精制：制备出的氢气需要经过精制，包括去除掉杂质、油脂、水份等，确保氢气纯度超过95%。
三、配制电解质：1. 电解质配制：电解质是电池系统中的关键部分，为提高电池效率以及持久性，电解质的选取及调配必须得以保障。
2. 储存电解质：生产前需对电解质进行密闭确保维持纯净，同时需保证电解质储存环境的温度与湿度恰当。
四、预制电池芯片：1. 切割膜材：燃料电池中重要的组成成份为活性材料膜和金属膜，钢化膜需要先进行精细切割好相应的形状。
2. 金属化膜：将准备好的膜材表面铺上很小的金属粉末，使膜在电解质中金属化，以增大电极表面积。
3. 组装电极：将铺好金属粉末的膜和活性材料膜在电解质中组装，形成具有一定结构的电极。
五、预制电堆单元：1. 压制电池芯片：将制好的电极进行压制，使它们与电极压力适当并拼凑在一起。
2. 成型及堆叠：将组装好的电极层和电解质层进行成型和堆叠，制作成电堆的基本单元。
六、燃料电池堆组成：1. 装配电堆：将已制作成电堆的基本单元组装起来，形成燃料电池堆，这是最后的成型阶段。
2. 更换材料：由于材料的被腐蚀和电堆反应的需求，燃料电池堆需要定期的检修及更换其部件。
以上是氢氧燃料电池生产工艺流程的主要步骤，下面对各个环节做进一步的介绍。
自制氢燃料电池
自制氢燃料电池作者：来源：《中学科技》2014年第06期氢燃料电池能够直接将氢气和氧气转换成电能，副产品是纯水，因此对环境没有任何污染。
目前氢燃料电池主要被应用在需要高效、清洁的电能的高科技装备，例如航天器上。
本期，介绍一种在家里就可以制作的简易氢燃料电池模型，来了解这种装置的原理。
材料和工具15厘米长的镀铂镍丝（实验室专用器材），1根木棒或类似大小的木片，1块9伏干电池，以及专用电池夹，透明胶带，万用表，水杯和水。
制作过程1.制作电极。
把2根镀铂镍丝分别在万用表的探针上绕成弹簧状，作为氢燃料电池的2个电极（图1）。
2.将电池夹2根导线的中间部位分别剥去一小段绝缘外皮，但不要弄断导线，然后把露出的金属丝各与1个电极拧在一起。
2个电极用透明胶带分开固定在木棒上（图2）。
3.用透明胶带把木棒固定在水杯上，让2个铂丝电极完全浸入水中。
万用表调到电压档，测量2个电极之间的电压。
即万用表的红表笔接红色导线的开放端，黑表笔接黑色导线开放端。
此时万用表的读数是0伏（或者一个很小的读数，如0.01伏），说明2个电极之间没有电压（图3）。
4.准备制造氢燃料电池的原料：氢气和氧气。
把1块9伏电池接在电池夹上，红色导线对应电池正极，黑色导线对应负极。
如图4，万用表测量出2个铂丝电极之间存在9.19伏的电压。
这是因为2个铂电极浸没在水中，通电以后开始电解水反应。
可以发现2个电极上产生气泡，其中在正极（红色导线连接的铂丝）上产生的是氧气，负极产生的是氢气（如图5）。
因为实验不需要太多气体，因此电池并不需要真正安装在电池夹上，只需要短暂接触1～2秒钟即可。
5.有了氢气和氧气，自制的氢燃料电池就可以工作，开始产生电能了！拿开干电池，可看到2个电极之间存在2.03伏的电压（图6）。
回顾步骤3，电极上没有附着氢气和氧气的时候，两者之间是不存在电压的。
这说明此时自制的氢燃料电池已经开始工作，正在输出电能。
在步骤4电解水的过程中，氢燃料电池消耗了电能，把水分解成氢气和氧气，相当于给氢燃料电池充电；此时是电解水的逆过程，附着在电极上的氢气和氧气重新化合成水，产生电能。
制作简单的燃料电池
制作简单的燃料电池实验目的1．理解燃料电池的工作原理。
2．设计和制作一个氢氧燃料电池。
实验用品U形管、石墨棒(石墨棒使用前应该经过烘干活化处理)、3～6 V的直流电源、鳄鱼夹、导线和开关、电流表(或发光二极管、音乐盒等)。
1 mol·L－1 Na2SO4溶液、酚酞溶液。
实验步骤1．电解水。
在U形管中注入1 mol·L－1 Na2SO4溶液，然后向其中滴加1～2滴酚酞溶液。
在U形管的两边分别插入一根石墨棒，并用鳄鱼夹、导线连接电源。
闭合K1，接通直流电源开始电解，现象：两极石墨棒均产生气泡，右侧石墨棒附近溶液变红。
2．制作一个氢氧燃料电池。
当上述电解过程进行1～2 min后，打开K1，断开直流电源。
将两根石墨棒用导线分别与电流表(或发光二极管、音乐盒等)相连，闭合K2，现象：电流表指针发生偏转。
问题和讨论列表比较氢氧燃料电池的工作原理和电解水的原理。
氢氧燃料电池电解水能量化学能→电能电能→化学能装置电极反应式负极：2H2－4e－===4H＋阳极：2H2O－4e－===O2↑＋4H＋正极：O2＋4e－＋2H2O===4OH－总反应式：2H2＋O2===2H2O 阴极：4H2O＋4e－===2H2↑＋4OH－总反应式：2H2O=====电解2H2↑＋O2↑电子流向负极→正极负极→阴极，阳极→正极离子流向阳离子→正极，阴离子→负极阳离子→阴极，阴离子→阳极反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应1．下列关于电解水的实验说法正确的是()A．为了增加水的导电能力，可以加入氯化钠固体B．电解水阳极生成氧气，电极反应式为2H2O－4e－===4H＋＋O2↑C．阴极区溶液的pH不断减小D．在两极滴加酚酞，与电源正极相连的一极显红色答案 B2．下列关于氢氧燃料电池的说法正确的是()A．正极发生氧化反应，负极发生还原反应B．若电解质溶液为H2SO4溶液，硫酸根离子移向正极C．若电解质溶液为KOH溶液，随着反应的进行，溶液的pH不变D．氢氧燃料电池是一种绿色电池，未来有很大的发展前景答案 D。
氢氧燃料电池之欧阳与创编
氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入 O2，总反应为：2H2 + O2 === 2H2O电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况：1．电解质是KOH溶液（碱性电解质）负极发生的反应为：H2 + 2e- === 2H+ ,2H+ + 2OH- === 2H2O,所以：负极的电极反应式为：H2 – 2e- + 2OH- === 2H2O；正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2- ，O2- 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-即：2O2- + 2H2O === 4OH- ，因此，正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH- 。
2．电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2- ，O2- 在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生成H2O 即：O2- + 2 H+ === H2O，因此正极的电极反应式为：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O(O2 + 4e- === 2O2- ，2O2- + 4H+ === 2H2O)3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质）负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH-说明： 1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH-3.中性溶液反应物中无H+ 和OH-4.水溶液中不能出现O2-二、甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质：1．碱性电解质（KOH溶液为例）总反应式：2CH4O + 3O2 +4KOH=== 2K2CO3 +6H2O正极的电极反应式为：3O2+12e- + 6H20===12OH-负极的电极反应式为：CH4O -6e-+8OH- === CO32-+ 6H2O2. 酸性电解质（H2SO4溶液为例）总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O正极的电极反应式为：3O2+12e-+12H+ === 6H2O负极的电极反应式为：2CH4O-12e-+2H2O === 12H++ 2CO2说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同三、甲烷燃料电池甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 +3H2O。
氢氧燃料电池之欧阳生创编
氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂（Pt）或石墨做电极材料，负极通入H2，正极通入 O2，总反应为：2H2 + O2 === 2H2O电极反应特别要注意电解质，有下列三种情况：1．电解质是KOH溶液（碱性电解质）负极发生的反应为：H2 + 2e- === 2H+ ,2H+ + 2OH- = == 2H2O,所以：负极的电极反应式为：H2 – 2e- + 2OH- === 2H2O；正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2- ，O2- 在碱性条件下不能单独存在，只能结合H2O生成OH-即：2 O2- + 2H2O === 4OH- ，因此，正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH- 。
2．电解质是H2SO4溶液（酸性电解质）负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+正极是O2得到电子，即：O2 + 4e- === 2O2- ，O2- 在酸性条件下不能单独存在，只能结合H+生成H2O即：O2 - + 2 H+ === H2O，因此正极的电极反应式为：O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O(O2 + 4e- === 2O2- ，2O2- + 4H+ === 2H2O)3. 电解质是NaCl溶液（中性电解质）负极的电极反应式为：H2 +2e- === 2H+正极的电极反应式为：O2 + H2O + 4e- === 4OH-说明： 1.碱性溶液反应物、生成物中均无H+2.酸性溶液反应物、生成物中均无OH-3.中性溶液反应物中无H+ 和OH-4.水溶液中不能出现O2-二、甲醇燃料电池甲醇燃料电池以铂为两极,用碱或酸作为电解质：1．碱性电解质（KOH溶液为例）总反应式：2CH4O + 3O2 +4KOH=== 2K2CO3 + 6H2 O正极的电极反应式为：3O2+12e- + 6H20===12OH- 负极的电极反应式为：CH4O -6e-+8OH- === CO32-+ 6H2O2. 酸性电解质（H2SO4溶液为例）总反应: 2CH4O + 3O2 === 2CO2 + 4H2O正极的电极反应式为：3O2+12e-+12H+ === 6H2O负极的电极反应式为：2CH4O-12e-+2H2O === 12H++ 2CO2说明：乙醇燃料电池与甲醇燃料电池原理基本相同三、甲烷燃料电池甲烷燃料电池以多孔镍板为两极,电解质溶液为KOH，生成的CO2还要与KOH反应生成K2CO3，所以总反应为：C H4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O。