简易氢氧燃料电池制作


燃料电池是一种新型化学电池。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,制作了可用于演示的所氢氧燃料电池,效果很好。现介绍如下: 
 
  一、用具  
 
  U形管,石墨碳棒,分液漏斗,酒精喷灯,低压直流电源,30%的氢氧化钾溶液(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%的氢氧化钾溶液作电解质溶液。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.把多孔碳电极、U形管、分液漏斗、橡皮塞按下图所示组装;再通过分液漏斗向U形管中注满氢氧化钾溶液,密闭。   

  3.氢气、氧气的制备  
 
  调节低压电源的电压到6伏,并把其正、负极分别与上图装置中的两个碳电极相连接;接通电源,电解氢氧化钾溶液制取氢气、氧气,且制得的氢气与氧气的体积比为2︰1。去掉电源,下图所示装置就成为一只氢氧燃料电池。

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