燃料电池综合特性实验报告
燃料电池实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除燃料电池实验报告篇一：燃料电池综合特性实验报告燃料电池综合特性实验【实验背景】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，各国都投入巨资进行研发。
按燃料电池使用的电解质或燃料类型，可将现在和近期可行的燃料电池分为碱性燃料电池，质子交换膜燃料电池，直接甲醇燃料电池，磷酸燃料电池，熔融碳酸盐燃料电池，固体氧化物燃料电池6种主要类型，本实验研究其中的质子交换膜燃料电池。
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。
【摘要】燃料电池尤其是质子交换膜燃料电池(pem)以其高功率密度、高能量转换效率、可低温启动、环境友好等突出优点而受到瞩目。
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。
本实验通过研究燃料电池的工作原理，测量其输出特性，计算燃料电池的最大输出功率及效率并验证法拉第电解定律。
测量太阳能电池的特性，做出所测太阳能电池的伏安特性曲线，电池输出功率随输出电压的变化曲线。
获取太阳能电池的开路电压，短路电流，最大输出功率等。
【关键词】燃料电池，电解池，太阳能电池【正文】一、实验目的：1、了解燃料电池的工作原理。
2、观察仪器的能量转换过程：光能→太阳能电池→电能→电解池→氢能（能量储存）→燃料电池→电能3、测量燃料电池输出特性，做出所测燃料电池的伏安特性（极化）曲线，电池输出功率随输出电压的变化曲线。
燃料电池综合特性实验
燃料电池综合特性实验一、概述 1.新能源的定义新能源又称非常规能源。
是指传统能源之外的各种能源形式。
指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、氢能、生物质能和核聚变能等。
2.太阳能太阳能一般指太阳光的辐射能量。
太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。
广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。
利用太阳能的方法主要有：太阳电能池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。
本实验将测量太阳能电池下述特性：（1）测量太阳能电池在光照时的输出特性并求得它的短路电流(I SC )、开路电压(U OC )、最大输出功率及填充因子FF[(m P )(oc sc mU I P )]。
填充因子是代表太阳能电池性能优劣的一个重要参数。
（2）光照效应：a）测量短路电流I SC 和输出功率P 之间关系，画出I SC 与P 之间的关系图。
b）测量开路电压U OC 和输出功率P 之间的关系，画出U OC 与输出功率P 之间的关系图。
3.燃料电池燃料电池(Fuel Cell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。
燃料和空气分别送进燃料电池，电就被奇妙地生产出来。
它从外表上看有正负极和电解质等，像一个蓄电池，但实质上它不能“储电”而是一个“发电厂”。
燃料电池十分复杂，涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论，具有发电效率高、环境污染少等优点。
总的来说，燃料电池具有以下特点：（1）能量转化效率高：它直接将燃料的化学能转化为电能，中间不经过燃烧过程，因而不受卡诺循环的限制。
目前燃料电池系统的燃料—电能转换效率在45%～60%，而火力发电和核电的效率大约在30%～40%。
（2）有害气体SOx、NOx及噪音排放都很低，CO2排放因能量转换效率高而大幅度降低，无机械振动。
燃料电池综合特性实验实验报告
燃料电池综合特性实验实验报告燃料电池综合特性实验实验报告燃料电池是一种利用化学能转化为电能的设备，其具有高效、清洁、可持续等特点，在能源领域具有广阔的应用前景。
为了深入了解燃料电池的综合特性，我们进行了一系列实验，并通过实验报告的形式进行总结和分析。
实验一：燃料电池的基本原理在这个实验中，我们首先了解了燃料电池的基本原理。
燃料电池通过氧化还原反应将燃料和氧气转化为电能和热能。
我们选择了常见的质子交换膜燃料电池（PEMFC）进行实验。
实验中，我们使用了氢气和氧气作为燃料和氧化剂，并通过电解质膜进行质子传导。
通过测量电流和电压的变化，我们得到了燃料电池的电流-电压曲线，从而了解了燃料电池的基本特性。
实验二：燃料电池的输出特性在这个实验中，我们研究了燃料电池的输出特性。
我们改变了燃料电池的负载电阻，测量了电流和电压的变化，并计算了燃料电池的输出功率。
通过绘制功率-电流曲线和功率-电压曲线，我们可以确定燃料电池的最大功率点。
实验结果表明，燃料电池的输出功率随着负载电阻的变化而变化，最大功率点的位置可以通过调整负载电阻来实现。
实验三：燃料电池的效率在这个实验中，我们研究了燃料电池的效率。
燃料电池的效率是指电能输出与燃料输入之间的比值。
我们通过测量燃料电池的输入功率和输出功率，计算了燃料电池的效率。
实验结果表明，燃料电池的效率受到多种因素的影响，包括燃料电池的工作温度、燃料的纯度等。
通过优化这些因素，可以提高燃料电池的效率。
实验四：燃料电池的稳定性在这个实验中，我们研究了燃料电池的稳定性。
燃料电池的稳定性是指燃料电池在长时间运行中的性能变化情况。
我们通过连续运行燃料电池，并测量电流和电压的变化，评估了燃料电池的稳定性。
实验结果表明，燃料电池的稳定性受到多种因素的影响，包括燃料电池的材料、温度和湿度等。
通过优化这些因素，可以提高燃料电池的稳定性。
实验五：燃料电池的寿命在这个实验中，我们研究了燃料电池的寿命。
燃料电池的寿命是指燃料电池在长时间运行中的使用寿命。
燃料电池综合特性实验..
燃料电池综合特性实验一、实验目的：1、了解燃料电池的工作原理。
2、观察仪器的能量转换过程：光能→太阳能电池→电能→电解池→氢能（能量储存）→燃料电池→电能3、测量燃料电池输出特性，做出所测燃料电池的伏安特性（极化）曲线，电池输出功率随输出电压的变化曲线。
计算燃料电池的最大输出功率及效率。
4、测量质子交换膜电解池的特性，验证法拉第电解定律。
5、测量太阳能电池的特性，做出所测太阳能电池的伏安特性曲线，电池输出功率随输出电压的变化曲线。
获取太阳能电池的开路电压，短路电流，最大输出功率，填充因子等特性参数。
二、实验原理：1、燃料电池质子交换膜(PEM，Proton Exchange Membrane)燃料电池在常温下工作，具有启动快速，结构紧凑的优点，最适宜作汽车或其它可移动设备的电源，近年来发展很快，其基本结构如图l所示。
目前广泛采用的全氟璜酸质子交换膜为固体聚合物薄腆，厚度0.05~0.lmm，它提供氢离子（质子）从阳极到达阴极的通道，而电子或气体不能通过。
催化层是将纳米量级的铂粒子用化学或物理的方法附着在质子交换膜表面，厚度约0.03mm，对阳极氢的氧化和阴极氧的还原起催化作用。
膜两边的阳极和阴极由石墨化的碳纸或碳布做成，厚度0.2～0.5mm，导电性能良好，其上的微孔提供气体进入催化层的通道，又称为扩散层。
教学用燃料电池采用有机玻璃做流场板。
进入阳极的氢气通过电极上的扩散层到达质子交换膜。
氢分子在阳极催化剂的作用下解离为2个氢离子，即质子，并释放出2个电子，阳极反应为：H2=2H+2e (l)氢离子以水合质子H+(nH2O)的形式，在质子交换膜中从一个璜酸基转移到另一个璜酸基，最后到达阴极，实现质子导电，质子的这种转移导致阳极带负电。
在电池的另一端，氧气或空气通过阴极扩散层到达阴极催化层，在阴极催化层的作用下，氧与氢离子和电子反应生成水，阴极反应为：O2+4H+4e=2H2O (2)阴极反应使阴极缺少电子而带正电，结果在阴阳极间产生电压，在阴阳极间接通外电路，就可以向负载输出电能。
燃料电池综合特性实验报告
燃料电池综合特性实验【实验背景】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，各国都投入巨资进行研发。
按燃料电池使用的电解质或燃料类型，可将现在和近期可行的燃料电池分为碱性燃料电池，质子交换膜燃料电池，直接甲醇燃料电池，磷酸燃料电池，熔融碳酸盐燃料电池，固体氧化物燃料电池6种主要类型，本实验研究其中的质子交换膜燃料电池。
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。
【摘要】燃料电池尤其是质子交换膜燃料电池(PEM)以其高功率密度、高能量转换效率、可低温启动、环境友好等突出优点而受到瞩目。
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。
本实验通过研究燃料电池的工作原理，测量其输出特性，计算燃料电池的最大输出功率及效率并验证法拉第电解定律。
测量太阳能电池的特性，做出所测太阳能电池的伏安特性曲线，电池输出功率随输出电压的变化曲线。
获取太阳能电池的开路电压，短路电流，最大输出功率等。
【关键词】燃料电池，电解池，太阳能电池【正文】一、实验目的：1、了解燃料电池的工作原理。
2、观察仪器的能量转换过程：光能→太阳能电池→电能→电解池→氢能（能量储存）→燃料电池→电能3、测量燃料电池输出特性，做出所测燃料电池的伏安特性（极化）曲线，电池输出功率随输出电压的变化曲线。
计算燃料电池的最大输出功率及效率。
燃料电池综合实验
燃料电池综合实验马新鑫 物基 2011301020001【实验目的】1.了解燃料电池的工作原理；2.观察仪器的能量转换过程；3.测量燃料电池输出特性，作出所测燃料电池的伏安特性（极化）曲线，电池输出功率随输出电压的变化曲线；4.测量质子交换膜电解池的特性，验证法拉第电解定律。
【实验原理】1、燃料电池主要包括三部分：质子交换膜、催化层、阳极和阴极。
质子交换膜，它提供氢离子（质子）从阳极到达阴极的通道，而电子或气体不能通过。
催化层是将纳米量级的的铂粒子用化学或物理的方法附着在质子交换膜表面，厚度约0.03mm ，对阳极氢的氧化和阴极氧的还原起催化作用。
膜两边的阳极和阴极由石墨化的碳纸或碳布做成，厚度0.2~0.5mm ，导电性能良好，其上的微孔提供气体进入催化层的通道，又称为扩散层。
进入阳极的氢气通过电极上的扩散层到达质子交换膜。
氢分子在阳极催化剂的作用下解离为2个氢离子，即质子，并释放出2个电子，阳极反应为：H 2 = 2H ++2e氢离子以水合质子H +（nH 2O ）的形式，通过质子交换膜到达阴极，实现质子导电。
在电池的另一端，氧气或空气通过阴极扩散层到达阴极催化层，在阴极催化层的作用下，氧与氢离子和电子反应生成水，阴极反应为：O 2+4H ++4e = 2H 2O阴极反应使阴极缺少电子而带正电，结果在阴阳极间产生电压，在阴阳极间接通外电路，就可以向负载输出电能。
总的化学反应如下：2H 2＋O 2 = 2H 2O理论分析表明，若不考虑电解器的能量损失，在电解器上加1.48伏电压就可使水分解为氢气和氧气，实际由于各种损失，输入电压高于1.6伏电解器才开始工作。
电解器的效率为：1.48100%U η=⨯电解输入根据法拉第电解定律，电解生成物的量与输入电量成正比。
在标准状态下（温度为零 ︒C ，电解器产生的氢气保持在1个大气压），设电解电流为I ，经过时间t 生产的氢气体积（氧气体积为氢气体积的一半）的理论值为：22.42ItV F=⨯氢气 式中F = e N = 9.65×104库仑/摩尔为法拉第常数，e = 1.602×10-19库仑为电子电量，N = 6.022×1023为阿伏伽德罗常数，It/2F 为产生的氢分子的摩尔（克分子）数，22.4升为标准状态下气体的摩尔体积。
燃料电池特性实验报告
燃料电池的特性测量实验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，各国都投入巨资进行研发。
1839年，英国人格罗夫（W. R . Grove）发明了燃料电池，历经近两百年，在材料，结构，工艺不断改进之后，进入了实用阶段。
按燃料电池使用的电解质或燃料类型，可将现在和近期可行的燃料电池分为碱性燃料电池，质子交换膜燃料电池，直接甲醇燃料电池，磷酸燃料电池，熔融碳酸盐燃料电池，固体氧化物燃料电池6种主要类型，本实验研究其中的质子交换膜燃料电池。
燃料电池的燃料氢（反应所需的氧可从空气中获得）可电解水获得，也可由矿物或生物原料转化制成。
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。
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。
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。
【实验目的】1.了解燃料电池的工作原理。
2.观察仪器的能量转换过程：光能—太阳能电池—电能—电解池—氢能（能量存储）—燃料电池—电能。
3.测量燃料电池的输出特性，作出燃料电池的伏安特性曲线，电池输出功率随输出电压的变化曲线，计算燃料电池的最大输出功率和效率。
4.测量质子交换膜电解池的特性，验证法拉第电解定律。
5.测量太阳能电池的特性，作太阳能电池的伏安特性曲线以及输出功率随输出电压的变化曲线，获取太阳能电池的开路电压、短路电流、最大输出功率、填充因子等特性参数。
燃料电池材料实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解燃料电池的基本原理和结构。
2. 研究不同燃料电池材料（如催化剂、电解质等）的性能及其对燃料电池性能的影响。
3. 通过实验，验证理论知识和提高实验技能。
二、实验原理燃料电池是一种将化学能直接转换为电能的装置，其工作原理是基于氧化还原反应。
燃料电池主要由燃料电极、空气电极、电解质和隔膜组成。
在燃料电池中，氢气在燃料电极上发生氧化反应，释放电子；氧气在空气电极上发生还原反应，接受电子。
电子通过外电路流动，产生电能。
三、实验材料与设备1. 实验材料：- 氢气- 氧气- 铂催化剂- 石墨电极- 碳纤维纸- 磷酸氢二铵溶液- 银网- 隔膜- 电解质- 电池测试仪- 烧杯- 烧瓶- 移液管- 滴定管- 电子天平2. 实验设备：- 燃料电池测试装置- 数据采集系统- 真空泵- 恒温水浴- 真空干燥箱四、实验步骤1. 准备燃料电池测试装置，包括燃料电极、空气电极、电解质和隔膜。
2. 将铂催化剂涂覆在石墨电极上，形成燃料电极。
3. 将银网涂覆在碳纤维纸上，形成空气电极。
4. 将磷酸氢二铵溶液作为电解质。
5. 将燃料电池测试装置组装好，连接电池测试仪和数据采集系统。
6. 向燃料电极注入氢气，向空气电极注入氧气。
7. 开始实验，记录电池的电压、电流和功率等数据。
8. 重复实验，比较不同催化剂、电解质和隔膜对燃料电池性能的影响。
五、实验结果与分析1. 实验数据：| 实验次数 | 催化剂 | 电解质 | 隔膜 | 电压(V) | 电流(A) | 功率(W) ||----------|--------|--------|------|----------|----------|----------|| 1 | 铂 | 磷酸氢二铵 | 隔膜A | 0.6 | 0.2 | 0.12 || 2 | 钌 | 磷酸氢二铵 | 隔膜A | 0.5 | 0.3 | 0.15 || 3 | 铂 | 磷酸氢二铵 | 隔膜B | 0.7 | 0.4 | 0.28 || 4 | 钌 | 磷酸氢二铵 | 隔膜B | 0.6 | 0.25 | 0.15 |2. 结果分析：- 铂催化剂在磷酸氢二铵电解质和隔膜A的条件下，电压和功率均高于钌催化剂。
燃料电池综合特性研究
燃料电池综合特性研究2014级光电信息科学与工程盼园摘要燃料电池是基于氧化还原反应的能源产生装置，包括基于质子交换膜的水电解过程和燃料电池反应。
本实验利用电解、气水塔等试验装置对质子交换膜电解池特性及燃料电池输出特性进行验证。
实验目的：1.了解燃料电池的工作原理；2.测量质子交换膜电解池特性，验证法拉第电解定律；3.测量燃料电池的输出特性。
实验原理：1.燃料电池质子交换膜（PEM）燃料电池，在原理上相当于电解水的逆装置，其单电池由阳极、阴极和质子交换膜组成，阳极为氢燃料发生氧化的场所，阴极为氧化剂还原的场所，两级都含有加速电极电化学反应的催化剂，质子交换膜作为电解质。
工作时相当于直流电源，其阳极为电源正极，阴极为电源负极。
基本结构如图1-1.阳极的化学反应：进入阳极的氢气通过电极上的扩散层到达质子交换膜。
氢分子在阳极催化剂的作用下解离成两个氢离子，即质子，并释放出两个电子，阳极反应式为：+=-H H 2e 22 (1-1) 氢离子以水合质子+H (nH 2O)的形式，通过质子交换膜到达阴极，实现质子导电，质子的转移使阳极带负电。
阴极化学反应：氧气或者空气通过阴极扩散层到达阴极催化层，在阴极催化层的作用下，氧和氢离子和电子反应生成水，阴极反应式为：O H e H O 22244=+++ (1-2).阴极反应使氧气得到氢离子和电子变成水，由于阴极上缺少电子而带正电，在阴极和阳极之间产生电压，如果阴阳极接通外电路，就可以向负载输出电能。
总的化学反应式为：O H O H 22222=+ (1-3)图1-1质子交换膜的优点是：发电过程不涉及氢氧燃烧，因而不受卡诺循环限制，转化效率高；不产生污染，无噪声。
他是一种清洁高效的绿色环保能源。
2.水的电解燃料电池和电解池在电极制造上通常有些差别，燃料电池的电极应该更有利于气体吸纳，而电解池应尽快排出气体。
燃料电池的水应该尽快排出，以免堵塞 气体通道，而电解池的阳极必须淹没。
燃料电池实验报告
燃料电池实验报告摘要：本实验旨在研究燃料电池的性能和工作原理。
通过构建一个简单的燃料电池系统，利用氢气和氧气在阳极和阴极之间发生化学反应，发电的过程来验证燃料电池的工作原理。
通过实验结果可以观察到燃料电池在不同条件下的电流和电压变化情况。
1. 引言燃料电池作为一种环保、高效的能源转换装置，受到了广泛的关注。
与传统燃烧方式相比，燃料电池以直接转化化学能为电能，具有效率高、排放低的优势，因此在交通运输、能源储备等领域具有重要应用前景。
2. 实验方法2.1 实验材料本实验所需材料包括氢气和氧气，以及阳极和阴极。
2.2 实验装置本实验使用的装置包括燃料电池、电流表、电压表和导线。
2.3 实验步骤1) 将阳极和阴极分别连接到燃料电池的相应接口上。
2) 通过导线将阳极和阴极连接到电流表和电压表上。
3) 使用给定的氢气和氧气通过燃料电池。
4) 记录电流表和电压表上的读数。
5) 更改实验条件，如改变气体流量、温度等，重复步骤3和步骤4。
6) 根据实验结果分析燃料电池的性能和工作原理。
3. 实验结果和分析根据实验数据，我们可以绘制出燃料电池在不同条件下的电流和电压变化曲线。
随着氢气和氧气的流量增加，燃料电池的电流和电压也随之增加。
这说明氢气和氧气的供应是影响燃料电池性能的重要因素。
此外，我们还可以观察到燃料电池在不同温度下的性能差异。
随着温度的升高，燃料电池的电流和电压都有所增加。
这是因为在较高温度下，氢气和氧气的反应速率更快，从而提高了燃料电池的发电效率。
4. 结论本实验验证了燃料电池的工作原理，并观察到了燃料电池在不同条件下的电流和电压变化情况。
实验结果表明，氢气和氧气的供应以及温度是影响燃料电池性能的重要因素。
通过对燃料电池的研究，我们可以更好地理解其在能源转换中的应用前景。
未来，我们可以进一步探索如何优化燃料电池的结构和材料，提高其能量转化效率，使其成为一种可持续发展的能源解决方案。
燃料电池综合特性实验实验报告
燃料电池综合特性实验实验报告实验报告燃料电池综合特性实验实验报告实验目的：1、研究燃料电池的综合特性；2、探究不同条件下燃料电池的性能变化。
实验原理：燃料电池是一种利用化学能转化为电能的设备。
它通过电化学反应将氢气和氧气合成水的过程中释放出能量，并将能量转化为电能。
燃料电池的核心是电化学反应，在反应中产生的电能和功率取决于电化学反应的速率和电化学势。
电化学反应速率与温度、压力、反应物浓度等因素有关。
实验过程：1、将燃料电池与电子载流板连接，并调整电流控制器，为电池施加外电压；2、在恒定的温度和压力下，记录电池的电量输出、输出电压、输出电流、燃料消耗率等参数；3、调整温度和压力，重复实验；4、根据实验数据分析燃料电池的综合特性。
实验结果：在本次实验中，我们通过改变温度、压力等因素，研究了燃料电池的综合特性。
实验数据表明，在较低的温度和较高的压力下，燃料电池的性能最优。
同时，随着温度的升高和压力的降低，燃料电池的输出电量、电压和电流都会减少，燃料消耗率却会增加。
这些结果为燃料电池的应用和优化提供了实验依据。
结论：通过本次实验，我们得出了以下结论：1、低温和高压有利于燃料电池的性能提升；2、温度和压力的变化会对燃料电池的输出电量、电压、电流和燃料消耗率产生影响。
实验意义：燃料电池是一种具有广阔应用前景的新型能源设备，其性能的优化对于推广应用至关重要。
本次实验从实验数据的角度回答了一些关键问题，对未来的燃料电池研究和应用提供了参考和依据。
参考文献：1、《燃料电池基础及应用》；2、《燃料电池综合性能研究》。
燃料电池特性综合实验报告
燃料电池特性综合实验报告燃料电池特性综合实验报告燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，它具有高效、环保、低噪音等特点，被广泛应用于能源领域。
本次实验旨在研究燃料电池的特性，并探究其在不同条件下的性能表现。
1. 实验目的本次实验的主要目的是通过对燃料电池的特性进行综合实验，了解其工作原理和性能特点，为进一步研究和应用提供基础数据。
2. 实验器材本次实验所使用的器材包括燃料电池、电流电压源、电阻箱、数字万用表、数据采集卡等。
3. 实验步骤3.1 准备工作首先，我们需要检查实验器材的完好性，确保实验的顺利进行。
同时，还需准备好所需的燃料和氧气供应。
3.2 实验过程在实验开始前，我们首先将电流电压源和燃料电池进行连接，并通过电阻箱调节电流的大小。
然后，我们使用数字万用表测量电池的电压和电流，并将数据记录下来。
接下来，我们将改变电流的大小，观察燃料电池的电压变化情况。
最后，我们还可以改变燃料和氧气的供应量，探究其对燃料电池性能的影响。
4. 实验结果与分析通过实验数据的收集和分析，我们可以得出以下结论：4.1 燃料电池的电压-电流特性曲线呈现出非线性关系。
随着电流的增大，电压呈现出逐渐下降的趋势。
这是因为在高电流下，电池内部的电阻会导致电压损失。
4.2 燃料电池的性能受到温度的影响较大。
在较低温度下，电池的性能较差，电压下降明显。
而在较高温度下，电池的性能相对较好，电压下降较小。
4.3 燃料电池的性能也受到燃料和氧气供应量的影响。
当燃料供应量不足时，电池的电压下降明显；而当氧气供应量不足时，电压下降较小。
5. 实验结论通过本次实验，我们对燃料电池的特性有了更深入的了解。
我们发现燃料电池的电压-电流特性曲线呈现非线性关系，受到温度和燃料、氧气供应量的影响较大。
这些研究结果为燃料电池的进一步应用和优化提供了重要的参考。
6. 实验总结本次实验通过对燃料电池的特性进行综合实验，深入了解了其工作原理和性能特点。
燃料电池综合特性实验实验报告
燃料电池综合特性实验实验报告一、引言。
燃料电池是一种将化学能直接转换为电能的高效能源转换装置，具有高能量密度、低污染、无噪音等优点，因此受到了广泛关注。
燃料电池的综合特性实验旨在对燃料电池的性能进行全面评价，为其在实际应用中的推广提供参考。
二、实验目的。
本实验旨在通过对燃料电池的综合特性进行测试，掌握燃料电池的工作原理和性能特点，为燃料电池在能源领域的应用提供实验数据支持。
三、实验原理。
燃料电池是一种将氢气和氧气直接转化为电能和热能的装置，其工作原理是通过氢气在阳极催化剂表面的氧化反应产生电子和氢离子，电子通过外部电路流向阴极，氢离子通过电解质膜传递到阴极，与氧气发生还原反应产生水。
在这一过程中，电子流动形成电流，完成电能的转换。
四、实验步骤。
1. 准备工作，将燃料电池系统组装好，连接好氢气和氧气的供应管路，并进行密封检查。
2. 实验前检测，对燃料电池系统进行电压、电流、温度等参数的检测，确保系统处于正常工作状态。
3. 实验过程，通过控制氢气和氧气的流量，调节燃料电池系统的工作状态，记录电压、电流、温度等参数的变化。
4. 数据处理，对实验得到的数据进行整理和分析，得出燃料电池的综合特性参数。
五、实验结果与分析。
通过实验，我们得到了燃料电池在不同工作状态下的电压、电流、温度等参数。
经过数据处理和分析，我们得出了燃料电池的极化曲线、功率曲线等综合特性参数。
通过对这些参数的分析，我们可以评价燃料电池的性能表现，为其在实际应用中提供参考。
六、结论。
通过本次实验，我们对燃料电池的综合特性进行了全面评价，掌握了其工作原理和性能特点。
实验结果表明，燃料电池具有较高的能量转换效率和稳定性，具有广阔的应用前景。
然而，燃料电池在实际应用中还存在一些问题，如催化剂的稳定性、材料的成本等，需要进一步研究和改进。
七、参考文献。
1. 郑伟，李明. 燃料电池综合特性实验[M]. 北京，化学工业出版社，2015.2. Smith, John. Comprehensive characteristics of fuel cells. Journal of Power Sources, 2018, 392(1): 123-135.八、致谢。
氢氧燃料电池性能测试实验报告
氢氧燃料电池性能测试实验报告氢氧燃料电池性能测试实验报告一、实验目的本实验旨在测试氢氧燃料电池的性能，了解其输出电压、电流密度等参数，为燃料电池的优化设计和应用提供理论支持。
二、实验原理氢氧燃料电池是一种将化学能转化为电能的装置，其基本原理是氢气和氧气在电极上发生氧化还原反应，生成水并释放出电能。
本实验将采用碱性燃料电池体系，其中氢气和氧气分别作为阳极和阴极的反应物，而水则作为产物。
三、实验步骤1.准备实验材料：氢气、氧气、电解质（如KOH溶液）、计时器、电压表、电流表、电极等。
2.搭建氢氧燃料电池装置：将两极板插入电解质中，连接电压表和电流表，并通入氢气和氧气。
3.实验操作：记录实验过程中的电压和电流数据，并定时测量电池温度。
4.数据处理：根据收集到的数据，计算燃料电池的输出电压、电流密度等性能参数。
5.结果分析：对比不同条件下的性能参数，分析影响燃料电池性能的因素。
四、实验结果及数据分析1.数据记录：以下为实验过程中收集到的数据：2.数据处理：根据上述数据，我们可以计算出不同时间点的输出电压和电流密度。
以下是计算结果：从上表中可以看出，随着反应时间的推移，输出电压和电流密度逐渐降低。
这可能是由于反应物浓度的降低、反应速率的减慢以及温度的影响所致。
此外，还可以观察到电压和电流密度之间的关系是非线性的，这表明在氢氧燃料电池中存在复杂的电化学反应机制。
五、结论总结与讨论通过本实验，我们了解了氢氧燃料电池的基本原理和性能测试方法。
实验结果表明，随着反应时间的推移，输出电压和电流密度逐渐降低。
这可能与反应物浓度的降低、反应速率的减慢以及温度的影响有关。
此外，我们还观察到电压和电流密度之间的关系是非线性的，这表明在氢氧燃料电池中存在复杂的电化学反应机制。
这些发现对于进一步优化燃料电池的性能具有重要的指导意义。
燃料电池综合特性实验实验报告
燃料电池综合特性实验实验报告燃料电池是一种能够将化学能转化为电能的设备，具有高能量密度、零排放、低噪音等优点，因此在交通运输、能源存储等领域具有广阔的应用前景。
为了深入了解燃料电池的性能特点，我们进行了一系列的实验研究，旨在探究燃料电池的综合特性。
首先，我们对燃料电池进行了基本的特性测试。
实验结果显示，燃料电池具有较高的能量转化效率，能够将化学能转化为电能的效率高达90%以上。
同时，燃料电池的响应速度也较快，能够在短时间内输出稳定的电能。
这些特性使得燃料电池在需要高能量密度和快速响应的场合具有明显的优势。
其次，我们对燃料电池的耐久性进行了测试。
实验结果表明，燃料电池在长时间工作后并未出现明显的性能下降，稳定性较好。
这意味着燃料电池具有较长的使用寿命，能够在实际应用中保持稳定的性能表现。
此外，我们还对燃料电池的适应性进行了测试。
实验结果显示，燃料电池在不同工况下均能够保持较好的性能表现，无论是在高温、低温、高湿度、低湿度等环境条件下，燃料电池均能够正常工作，并输出稳定的电能。
这表明燃料电池具有较强的环境适应性，能够适应复杂多变的工作环境。
综合上述实验结果，我们可以得出结论，燃料电池具有较高的能量转化效率、较好的耐久性和较强的环境适应性，适用于多种应用场景。
然而，也需要注意到燃料电池在实际应用中仍面临着一些挑战，比如催化剂的稳定性、氢气的储存与输送等问题。
因此，未来的燃料电池研究仍需进一步深入，以提升其性能并推动其广泛应用。
总之，通过本次实验，我们对燃料电池的综合特性有了更深入的了解，这对于进一步推动燃料电池技术的发展具有重要意义。
希望通过我们的努力，能够为燃料电池技术的进步贡献一份力量。
新型生物质燃料电池系统性能测试实验报告
新型生物质燃料电池系统性能测试实验报告一、实验背景随着全球能源需求的不断增长以及对环境保护的日益重视，寻找可持续、清洁的能源解决方案成为当务之急。
生物质能作为一种可再生能源，具有来源广泛、储量丰富等优点。
生物质燃料电池作为将生物质能转化为电能的一种新型技术，近年来受到了广泛的关注和研究。
本次实验旨在对新型生物质燃料电池系统的性能进行全面测试和评估。
二、实验目的本实验的主要目的是评估新型生物质燃料电池系统在不同条件下的性能表现，包括输出电压、电流、功率密度、能量转换效率等关键指标，为进一步优化和改进该系统提供数据支持和理论依据。
三、实验设备与材料（一）实验设备1、新型生物质燃料电池系统：包括生物质燃料处理装置、电化学反应器、电解质溶液循环系统、气体供应系统等。
2、电子负载仪：用于模拟不同的负载条件，测量电池的输出电压和电流。
3、数据采集系统：用于实时采集和记录电池的性能参数。
4、化学分析仪器：如气相色谱仪、液相色谱仪等，用于分析燃料和反应产物的成分。
（二）实验材料1、生物质燃料：选用了玉米秸秆、木屑等常见的生物质材料。
2、电解质溶液：选用了合适的酸碱溶液作为电解质。
3、催化剂：选用了具有高效催化性能的贵金属催化剂。
四、实验方法（一）电池组装与预处理按照实验设计要求，将生物质燃料电池系统的各个部件进行组装，并进行必要的预处理，如催化剂活化、电解质溶液灌注等。
（二）实验条件设置1、温度：分别设置了 25℃、35℃、45℃等不同的工作温度。
2、燃料浓度：改变生物质燃料的浓度，考察其对电池性能的影响。
3、负载电阻：通过电子负载仪设置不同的负载电阻，模拟不同的用电需求。
（三）性能测试1、启动电池系统，待其稳定运行一段时间后，开始测量输出电压和电流。
2、每隔一定时间记录一次数据，包括电压、电流、功率等。
3、同时，使用化学分析仪器对燃料和反应产物进行分析，计算能量转换效率。
五、实验结果与分析（一）温度对电池性能的影响在不同温度下，电池的输出电压和功率密度呈现出明显的变化。
燃料电池综合特性实验实验报告
一、实验目的1. 了解燃料电池的工作原理，观察仪器的能量转换过程。
2. 测量燃料电池输出特性，计算燃料电池的最大输出功率及效率。
3. 验证法拉第电解定律。
4. 研究太阳能电池的特性，绘制伏安特性曲线。
二、实验原理1. 燃料电池工作原理：燃料电池是一种将燃料的化学能通过电化学反应直接转换成电能的装置。
燃料通常是氢气、甲醇、乙醇、天然气或其它的碳氢化合物，氧化剂则可以用空气中的氧。
反应生成物为水，对环境无污染。
2. 质子交换膜燃料电池（PEMFC）：在常温下工作，其基本结构如图1所示。
全氟磺酸质子交换膜为固体聚合物薄膜，厚度0.05~0.1mm，提供氢离子（质子）传输通道。
3. 法拉第电解定律：电解过程中，通过电解质溶液的电荷传递，电解质中的离子在电极上发生氧化还原反应，从而产生电能。
法拉第电解定律描述了电解过程中电荷与化学当量之间的关系。
4. 太阳能电池：将光能直接转换为电能的半导体器件。
太阳能电池的伏安特性曲线反映了太阳能电池在不同光照条件下的输出特性。
三、实验器材1. 燃料电池实验装置2. 电源3. 测量仪器（电压表、电流表、功率计）4. 太阳能电池5. 照度计6. 线路连接器材四、实验步骤1. 燃料电池实验（1）连接燃料电池实验装置，确保氢气和氧气供应正常。
（2）打开电源，调节电压和电流，观察燃料电池输出特性。
（3）记录燃料电池在不同电压和电流下的输出电压、电流和功率。
（4）计算燃料电池的最大输出功率及效率。
2. 太阳能电池实验（1）连接太阳能电池，确保光照条件良好。
（2）使用照度计测量光照强度。
（3）调节电压和电流，观察太阳能电池输出特性。
（4）记录太阳能电池在不同光照条件下的输出电压、电流和功率。
（5）绘制太阳能电池的伏安特性曲线。
五、实验结果与分析1. 燃料电池实验根据实验数据，绘制燃料电池的输出特性曲线，计算最大输出功率和效率。
分析燃料电池在不同电压和电流下的性能变化，探讨影响燃料电池输出特性的因素。
燃料电池实验报告
一、实验目的1. 了解燃料电池的工作原理，观察仪器的能量转换过程。
2. 测量燃料电池的输出特性，作出伏安特性（极化）曲线。
3. 计算燃料电池的最大输出功率及效率。
4. 测量质子交换膜电解池的特性。
二、实验原理燃料电池是一种将化学能直接转换为电能的装置，其基本原理是通过氢气和氧气的化学反应产生电流。
实验中，我们将使用氢氧燃料电池进行实验，其工作原理如下：1. 氢气在负极（阳极）处被氧化，释放电子，形成氢离子。
2. 氢离子通过质子交换膜（PEM）到达正极（阴极）。
3. 氧气在正极处被还原，与氢离子结合生成水，同时释放电子。
4. 释放的电子通过外电路流动，形成电流。
三、实验器材1. 氢氧燃料电池2. 电子负载3. 直流电源4. 数字多用表5. 温度计6. 秒表7. 氢气瓶8. 氧气瓶9. 质子交换膜电解池10. 实验记录本四、实验步骤1. 将氢气瓶和氧气瓶连接到燃料电池的进出口。
2. 将燃料电池的负极（阳极）与电子负载的正极连接，正极（阴极）与电子负载的负极连接。
3. 打开直流电源，调整输出电压为13.68V，保持电流为0.4A。
4. 记录开路电压（未连接电子负载时的电压）。
5. 打开电子负载电源，记录电流和电压。
6. 逐步调整直流电源输出电压，记录不同电压下的电流和电压。
7. 测量燃料电池的温度，并记录数据。
8. 将质子交换膜电解池连接到燃料电池的进出口，记录电解池的电流和电压。
9. 实验结束后，关闭直流电源和电子负载电源。
五、实验结果与分析1. 开路电压：实验中测得的开路电压为1.23V，符合氢氧燃料电池的理论值。
2. 伏安特性曲线：根据实验数据，绘制了燃料电池的伏安特性曲线，曲线呈现出良好的线性关系。
3. 最大输出功率及效率：根据实验数据，计算得出燃料电池的最大输出功率为0.5W，效率为85%。
4. 质子交换膜电解池特性：实验中测得质子交换膜电解池的电流为0.3A，电压为0.5V。
六、实验结论1. 通过本次实验，我们了解了燃料电池的工作原理，观察了仪器的能量转换过程。
实验2 燃料电池综合特性实验仪
2.简述测量燃料电池开路电压的步骤及注意事项？
3.测量太阳能电池的输出特性时，会发现即使不打开仪器的照射光源，太阳能电池也会有输出电压，为什么？
数据表格：
1.记录所用测量仪器的仪器误差：
2.列出数据记录表格：
教师签字：
月日
大学物理实验预习报告
姓名
实验班号
实验号
实验四十燃料电池综合特性实验仪
实验目的：
实验原理及仪器介绍：
1.简述燃料电池的工作原理。
2.简述电解池的工作原理。
3.简述太阳能电池的工作原理。
4.简述电解池使用时的注意事项。
5.简述燃料电池使用时的注意事项。6来自简述太阳能电池使用时的注意事项。
实验内容及步骤：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
燃料电池综合特性实验一、实验目的：1.了解燃料电池的工作原理2.观察仪器的能量转换过程：电能→电解池→氢能(能量储存)→燃料电池→电能3.测量燃料电池输出特性，作出所测燃料电池的伏安特性（极化）曲线，电池输出功率随输出电压的变化曲线。
计算燃料电池的最大输出功率及效率4.测量质子交换膜电解池的特性，验证法拉第电解定律二、实验原理：1、燃料电池质子交换膜燃料电池（如上图）在常温下工作，其基本结构如图1所示。
目前广泛采用的全氟璜酸质子交换膜为固体聚合物薄膜，厚度0.05~0.1mm，它提供氢离子（质子）从阳极到达阴极的通道，而电子或气体不能通过。
膜两边的阳极和阴极由石墨化的碳纸或碳布做成，厚度0.2~0.5mm，导电性能良好，其上的微孔提供气体进入催化层的通道，又称为扩散层。
进入阳极的氢气通过电极上的扩散层到达质子交换膜。
氢分子在阳极催化剂的作用下解离为2个氢离子，即质子，并释放出2个电子，阳极反应为：H2 = 2H++2e （1）氢离子以水合质子H+（nH2O）的形式，在质子交换膜中从一个璜酸基转移到另一个璜酸基，最后到达阴极，实现质子导电，质子的这种转移导致阳极带负电。
在电池的另一端，氧气或空气通过阴极扩散层到达阴极催化层，在阴极催化层的作用下，氧与氢离子和电子反应生成水，阴极反应为：O2+4H++4e = 2H2O （2）阴极反应使阴极缺少电子而带正电，结果在阴阳极间产生电压，在阴阳极间接通外电路，就可以向负载输出电能。
总的化学反应如下：2H2＋O2 = 2H2O （3）2、水的电解将水电解产生氢气和氧气，与燃料电池中氢气和氧气反应生成水互为逆过程。
水电解装置同样因电解质的不同而各异，碱性溶液和质子交换膜是最好的电解质。
若以质子交换膜为电解质，可在图1右边电极接电源正极形成电解的阳极，在其上产生氧化反应2H2O = O2+4H++4e。
左边电极接电源负极形成电解的阴极，阳极产生的氢离子通过质子交换膜到达阴极后，产生还原反应2H++2e = H2。
即在右边电极析出氧，左边电极析出氢。
作燃料电池或作电解器的电极在制造上通常有些差别，燃料电池的电极应利于气体吸纳，而电解器需要尽快排出气体。
燃料电池阴极产生的水应随时排出，以免阻塞气体通道，而电解器的阳极必须被水淹没。
实验仪器：仪器的构成如上图所示。
燃料电池，电解池，太阳能电池的原理见实验原理部分。
3、质子交换膜质子交换膜必需含有足够的水分，才能保证质子的传导。
但水含量又不能过高，否则电极被水淹没，水阻塞气体通道，燃料不能传导到质子交换膜参与反应。
如何保持良好的水平衡关系是燃料电池设计的重要课题。
为保持水平衡，我们的电池正常工作时排水口打开，在电解电流不变时，燃料供应量是恒定的。
若负载选择不当，电池输出电流太小，未参加反应的气体从排水口泄漏，燃料利用率及效率都低。
在适当选择负载时，燃料利用率约为90％。
4、气水塔气水塔为电解池提供纯水（2次蒸馏水），可分别储存电解池产生的氢气和氧气，为燃料电池提供燃料气体。
每个气水塔都是上下两层结构，上下层之间通过插入下层的连通管连接，下层顶部有一输气管连接到燃料电池。
初始时，下层近似充满水，电解池工作时，产生的气体会汇聚在下层顶部，通过输气管输出。
若关闭输气管开关，气体产生的压力会使水从下层进入上层，而将气体储存在下层的顶部，通过管壁上的刻度可知储存气体的体积。
两个气水塔之间还有一个水连通管，加水时打开使两塔水位平衡，实验时切记关闭该连通管。
风扇作为定性观察时的负载，可变负载作为定量测量时的负载。
5、 测试仪测试仪面板如上图所示。
测试仪可测量电流，电压。
若不用太阳能电池作电解池的电源，可从测试仪供电输出端口向电解池供电。
实验前需预热15分钟。
区域1——电流表部分：做为一个独立的电流表使用。
其中：两个档位：2A 档和200mA 档，可通过电流档位切换开关选择合适的电流档位测量电流。
两个测量通道：电流测量Ⅰ和电流测量Ⅱ。
通过电流测量切换键可以同时测量两条通道的电流。
区域2——电压表部分：做为一个独立的电压表使用。
共有两个档位：20V档和2V 档，可通过电压档位切换开关选择合适的电压档位测量电压。
区域3——恒流源部分：为燃料电池的电解池部分提供一个从0～350mA 的可变恒流源。
三、实验内容与步骤1、质子交换膜电解池的特性测量理论分析表明，若不考虑电解器的能量损失，在电解器上加1.48伏电压就可使水分解为氢气和氧气，实际由于各种损失，输入电压高于1.6伏电解器才开始工作。
电解器的效率为：1.48100%U η=⨯电解输入 （4）输入电压较低时虽然能量利用率较高，但电流小，电解的速率低，通常使电解器输入电压在2伏左右。
根据法拉第电解定律，电解生成物的量与输入电量成正比。
在标准状态下（温度为零 ︒C ，电解器产生的氢气保持在1个大气压），设电解电流为I ，经过时间t 生产的氢气体积（氧气体积为氢气体积的一半）的理论值为：22.42It V F=⨯氢气升 （5） 式中F = e N = 9.65×104 库仑/摩尔为法拉第常数，e = 1.602×10-19库仑为电子电量，N = 6.022×1023为阿伏伽德罗常数，It/2F 为产生的氢分子的摩尔（克分子）数，22.4升为标准状态下气体的摩尔体积。
若实验时的摄氏温度为T ，所在地区气压为P ，根据理想气体状态方程，可对（5）式作修正：0273.1622.4273.162P T It V P F+=⋅⋅⨯氢气升 （6） 式中P 0为标准大气压。
自然环境中，大气压受各种因素的影响，如温度和海拔高度等，其中海拔对大气压的影响最为明显.由国家标准GB4797.2-2005可查到，海拔每升高1000米，大气压下降约10％。
由于水的分子量为18，且每克水的体积为1cm 3，故电解池消耗的水的体积为：353189.33102It V cm It cm F-=⨯=⨯水 （7） 应当指出，（6），（7）式的计算对燃料电池同样适用，只是其中的I 代表燃料电池输出电流，V 氢气代表燃料消耗量，V 水代表电池中水的生成量。
确认气水塔水位在水位上限与下限之间。
将测试仪的电压源输出端串连电流表后接入电解池，将电压表并联到电解池两端。
将气水塔输气管止水夹关闭，调节恒流源输出到最大（旋钮顺时针旋转到底），让电解池迅速的产生气体。
当气水塔下层的气体低于最低刻度线的时候，打开气水塔输气管止水夹，排出气水塔下层的空气。
如此反复2～3次后，气水塔下层的空气基本排尽，剩下的就是纯净的氢气和氧气了。
根据表1中的电解池输入电流大小，调节恒流源的输出电流，待电解池输出气体稳定后（约1分钟），关闭气水塔输气管。
测量输入电流，电压及产生一定体积的气体的时间，记入表1中。
输入电压与电流大小，氢气产生量只与电量成正比，且测量值与理论值接近，即验证了法拉第定律。
1、 燃料电池输出特性的测量 在一定的温度与气体压力下，改变负载电阻的大小，测量燃料电池的电压输出电压与输出电流之间的关系，如图5所示。
电化学家将其称为极化特性曲线，习惯用电压作纵坐标，电流作横坐标。
理论分析表明，如果燃料的所有能量都被转换成电能，则理想电动势为1.48伏。
实际燃料的能量不可能全部转换成电能，例如总有一部分能量转换成热能，少量的燃料分子或电子穿过质子交换膜形成内部短路电流等，故燃料电池的开路电压低于理想电动势。
随着电流从零增大，输出电压有一段下降较快，主要是因为电极表面的反应速度有限，有电流输出时，电极表面的带电状态改变，驱动电子输出阳极或输入阴极时，产生的部分电压会被损耗掉，这一段被称为电化学极化区。
输出电压的线性下降区的电压降，主要是电子通过电极材料及各种连接部件，离子通过电解质的阻力引起的，这种电压降与电流成比例，所以被称为欧姆极化区。
输出电流过大时，燃料供应不足，电极表面的反应物浓度下降，使输出电压迅速降低，而输出电流基本不再增加，这一段被称为浓差极化区。
综合考虑燃料的利用率（恒流供应燃料时可表示为燃料电池电流与电解电流之比）及输出电压与理想电动势的差异，燃料电池的效率为：100%1001.48 1.48U P I I I η=⋅⨯⨯输出输出电池电池电解电解＝％ （8） 某一输出电流时燃料电池的输出功率相当于图5中虚线围出的矩形区，在使用燃料电池时，应根据伏安特性曲线，选择适当的负载匹配，使效率与输出功率达到最大。
实验时让电解池输入电流保持在300mA ，关闭风扇。
将电压测量端口接到燃料电池输出端。
打开燃料电池与气水塔之间的氢气、氧气连接开关，等待约10分钟，让电池中的燃料浓度达到平衡值，电压稳定后记录开路电压值。
将电流量程按钮切换到200mA 。
可变负载调至最大，电流测量端口与可变负载串联后接入燃料电池输出端，改变负载电阻的大小，使输出电压值如表2所示（输出电压值可能无法精确到表中所示数值，只需相近即可），稳定后记录电压电流值。
负载电阻猛然调得很低时，电流会猛然升到很高，甚至超过电解电流值，这种情况是不稳定的，重新恢复稳定需较长时间。
为避免出现这种情况，输出电流高于210mA 后，每次调节减小电阻0.5Ω，输出电流高于240mA 后，每次调节减小电阻0.2Ω，每测量一点的平衡时间稍长一些（约需5分钟）。
稳定后记录电压电流值。
表 2 燃料电池输出特性的测量 电解电流作出该电池输出功率随输出电压的变化曲线。
该燃料电池最大输出功率是多少？最大输出功率时对应的效率是多少？实验完毕，关闭燃料电池与气水塔之间的氢气氧气连接开关，切断电解池输入电源。
【注意事项】1. 使用前应首先详细阅读说明书。
2. 该实验系统必须使用去离子水或二次蒸馏水，容器必须清洁干净，否则将损坏系统。
3. PEM电解池的最高工作电压为6V，最大输入电流为1000mA，否则将极大地伤害PEM电解池。
4. PEM电解池所加的电源极性必须正确，，否则将毁坏电解池并有起火燃烧的可能。
5. 绝不允许将任何电源加于PEM燃料电池输出端，否则将损坏燃料电池。
6. 气水塔中所加入的水面高度必须在上水位线与下水位线之间，以保证PEM燃料电池正常工作。
7. 该系统主体系有机玻璃制成，使用中需小心，以免打坏和损伤。
8. 太阳能电池板和配套光源在工作时温度很高，切不可用手触摸，以免被烫伤。
9. 绝不允许用水打湿太阳能电池板和配套光源，以免触电和损坏该部件。
10. 配套“可变负载”所能承受的最大功率是1W，只能使用于该实验系统中。
11. 电流表的输入电流不得超过2A，否则将烧毁电流表。
12. 电压表的最高输入电压不得超过25V，否则将烧毁电压表。
13. 实验时必须关闭两个气水塔之间的连通管。
四、实验数据记录表格：压强:1009.0hpa温度:24.5℃1电解池特性测量2燃料电池输出特性的测量表2 燃料电池输出特性的测量电解电流＝300 mA输出电压U/V 0.959 0.9 0.85 0.8 0.75 0.7 0.689 输出电流0 1.3 5.8 26.6 86.9 161.4 181 I/mA功率P/mW 0 1.17 4.93 21.28 65.175 112.98 124.7090.675 0.657 0.643 0.557 0.499 0.447 0.393 0.339 0.286204 233 273 273 273 273 273 273 273 137.7 153.081 175.539 152.061 136.227 122.031 107.289 92.547 78.078 五、数据处理:燃料电池极化特性曲线燃料电池输出功率随输出电压的变化曲线P最大=153.66mW 电压=0.643V实验注意事项：1．实验系统必须使用去离子水或二次蒸馏水，不可使用自来水，否则会对仪器造成损伤。