Hur man bygger en bränslecell

En bränslecell är en anordning som gör att el kan erhållas direkt från vissa ämnen, såsom väte eller metan, genom en kemisk reaktion som kallas elektrolys. Varje cell innehåller två elektroder, en positiv (anod) och en negativ (katod) och elektrolyten som bär de laddade partiklarna från en elektrod till en annan. Det finns också en katalysator som accelererar reaktionen nära elektroderna. Celler som använder väte reagerar med syre och genererar vatten som en produkt av "avfall", så de är mycket användbara i högteknologiska applikationer där en ren energikälla behövs. För att förstå hur en cell eller bränslecell fungerar kan du bygga en med vanligt förekommande material.

Del 1

Bygga bränslecellen

Samla allt material som behövs. Att bygga en enkel hemmafru bränslecell du behöver 30 cm av elektrisk platinatråd eller belagd med en sådan metall, en pinne från icicle, en 9-volts batteri med en kontakt, det transparenta vidhäftande tejp, ett glas vatten, salt ( tillval) och en voltmeter.

Du kan köpa 9-voltsbatteriet och klippet i en elektronikaffär eller en maskinvaruhandel.

Klipp platinatråden i två 15 cm segment. Du måste köpa den hos en elektronikförsörjning, eftersom den här metallen inte används för vanlig elektrisk ledning. Platina är katalysatorn för denna reaktion.

Platina kablar rekommenderas eftersom andra material, såsom koppar, reagerar med syre och salt, förorenar lösningen med biprodukterna från själva reaktionen.

Du kan även använda rostfria stålkablar av högsta kvalitet eftersom det inte reagerar så snabbt.

Vik varje sträng runt en tunn metallstav för att ge den en fjäderform. De sålunda erhållna två fjädrarna kommer att vara elektroderna i bränslecellen. Ta kabelns ände och linda den tätt runt stången för att bilda en spole. Ta bort den första tråden och upprepa processen med den andra.

Metallstången kan vara en spik, en reamer, en metallhängare eller en multimeter.

Klipp batterikontakterna i halva. Dela båda kablarna som är fästa vid klämman och dra ihop foderskedjan med en trådskärare.

Använd den avskruvade delen av griparen för att avlägsna isoleringshylsan från den ena änden av de snittade kablarna. Sprid bara ändarna på de plintar du klippt från kontakten.

Anslut kablarna så exponerade för elektrodspolarna. På så sätt kan du koppla elektroderna till voltmätaren och strömkällan (9 volt batteriet) genom klippet, för att mäta hur mycket el som genereras av bränslecellen.

Torch den röda terminaltråden av klippet runt en spiral som lämnar det mesta av det.

Wrap den svarta terminalkabeln runt slutet av den andra spiralen.

Säkra elektroderna på en ispinne eller ett träspinn med tejp. Staven ska vara längre än behållarens fyllning fylld med vatten, så att den kan vila på kanterna. Lossa elektroderna så att de dyker neråt, bort från pinnen - allt detta gör att du enkelt kan fördjupa elektroderna i vatten.

Du kan använda vanligt tejp eller isoleringstejp. Detta är inte en viktig detalj så länge elektroderna är väl anslutna till pinnen.

Fyll ett glas med kranvatten eller en saltlösning. För att få en bra reaktion är det nödvändigt att det finns elektrolyter i vätskan. Destillerat vatten fungerar inte eftersom det inte har några föroreningar som kan fungera som elektrolyter. Salt och natriumbikarbonat, upplöst i vatten, är perfekta ämnen för detta ändamål.

Vanligt kranvatten är rikt på föroreningar och mineraler som kan fungera som elektrolyter om du inte har salt vid dina fingertoppar.

Häll en matsked salt eller bikarbonat för varje 240 ml vatten. Rör om tills ämnet är upplöst helt.

Sätt pinnen på glaset. Elektrodspiralerna måste nedsänkas i vatten för det mesta av deras längd, utom där de är anslutna till klämtrådarna. Kom ihåg att endast platina måste förbli i kontakt med lösningen.

Om nödvändigt, blockera pinnen med ett annat lim så att elektroderna kvarstår i vattnet.

Anslut kablarna som börjar från elektroderna till voltmätaren eller till en LED-lampa. Voltmätaren visar strömmen som genereras av bränslecellen när den är aktiverad. Anslut den röda kabeln till instrumentets positiva sond och den svarta kabeln till den negativa sonden.

Du kommer att märka en liten skillnad i potential som signaliseras av voltmätaren, cirka 0,01 volt, även om instrumentet också kan indikera ett värde på noll.

Du kan ansluta en liten glödlampa, som en ficklampa eller en LED-diod.

Del 2

Aktivera bränslecellen

Anslut 9 volt batteripolarna till klippet i en eller två sekunder. Batteriet måste bara skicka den ursprungliga energin genom kablarna, så att vätgasmolekylerna i vattnet rör elektroderna och skiljer sig från syre. När detta händer bör du märka bubblor runt elektroderna. Denna process kallas elektrolys.

Observera de bubblor som bildar runt var och en av de två elektroderna - en kommer att ha bubblor av väte och den andra av syre.
Batteriet behöver inte anslutas helt till klippet, en kort kontakt är tillräcklig för att utlösa reaktionen.

Koppla ur batteriet. Dess syfte är bara att starta elektrolys. Separat väte och syre kommer att rekombineras i vatten som frigör den energi de ursprungligen använde i form av elektricitet. Platin som spiralerna består av fungerar som en katalysator för att påskynda återföreningsprocessen mellan de två gaserna, så att de återvänder till vattenmolekyler.

Läs data på voltmeterdisplayen. Initialt, kan värdet vara så högt, omkring två volt, men potentialskillnaden kommer att minska när vätgasbubblorna kommer att skingra, i en första stund, och sedan snabbt i en mer gradvis takt till sista bubblan kommer inte att brista.

Lampan eller lysdioden i början kan avge starkt ljus, men intensiteten minskar gradvis och slutligen stängs av.

tips

En enda bränslecell producerar endast en liten mängd el, mer eller mindre som den ovan beskrivna enheten. På kommersiell nivå monteras cellerna i staplar.
Även om bränslecellen behandlas i denna artikel använder vatten såsom elektrolyt, de som kommersiellt exploatera kaliumhydroxid (såsom de som används för Apollo rymdprogrammet), fosforsyra, natriumkarbonat eller smält magnesium vid hög temperaturer eller speciella polymerer.

varningar

Vid användning av en bränslecell förblir det på ett säkert avstånd från öppna flammor eller värmekällor. Även om batteriet släpper ut en minimal mängd väte, kom ihåg att det här förblir en brandfarlig gas.

Saker du behöver

Platin eller nickelpläterad kabel täckt med platina
Tunn metallstav (spik, reamer eller liknande föremål)
Litet trä- eller plastspinn - alternativt en ispinne
9 volt batteri
Anslutning för 9 volt batteri
Genomskinligt tejp
Försäljning (tillval)
Glas vatten
Voltmeter (eller en glödlampa i en ficklampa eller en LED)

Visa mer ... (7)

Dela på sociala nätverk:

Relaterade