在本实验中,太阳能电池可直接带动风扇转动。当把输入风扇的太阳能电池两引线对调,可看到风扇的旋转方向改变,说明太阳能电池输出直流电。燃料电池所谓燃料电池是以易燃物质(如:氢、甲醇等)通过化学反应过程产生电能的装置<2>。本实验是以电解水后产生的氢做燃料,通过质子交换膜发生化学反应(此过程与电解槽中的化学反应过程正好相反),产生绝对环保的电能来带动风扇旋转。氢燃料电池的结构如所示,各项技术指标见。
电能燃料电池有多种,质子交换膜燃料电池是以质子交换膜为电解质,其特点是工作温度低,启动速度快,特别适合于做动力电池。实验操作联接好电路,在水箱与氢储存缸中装上蒸馏水(氢储存缸中的蒸馏水一定要装至A处),将b,c,d阀门都打开,用1只150W的白炽灯光照射距灯约20cm处的太阳能电池表面,如所示。
太阳能与燃料电池的可再生发电系统工作图几分钟后,风扇将旋转起来。注意:当阀门d处不再滴水时,将d阀门关闭。当关闭白炽灯后,风扇还可继续转动十几分钟后才停止,这充分显示了燃料电池发电不受时间和空间限制的优点。
燃料电池的电性能测定本实验可以定量测量太阳能电池和燃料电池的各项电性能。由于太阳能电池的电性能(如:太阳能电池产生的电流、电压、功率随光照度、光照角度和光照距离的变化等)在国内外刊物上有大量的实验研究数据可供参阅,本文就不再累述。这里仅提供2组有关燃料电池的电性能测试数据,供大家参考。实验装置如所示。
燃料电池的电性能测定装置图按连接电路,调节电源与可变电阻,其实验结果如下:1)当输入电解槽的电压小于1.5V时,无论怎样调节可变电阻器,电流表与电压表示数几乎保持为零。2)当输入电解槽的电压V分别为1.6V与1.8V时,从大到小调节可变电阻器(30~0.48),测得实验数据见,其伏安特性曲线,功率特性曲线。
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