Набор для лаборатории солнечной энергии водорода
SZSH-01
Интеграция теории и практики
Легко установить
Обширная симуляция
езопасность и простота использования
Экологически чистый и устойчивый
Наблюдение и обучение
Набор для лаборатории солнечной энергии водорода включает
A. Демонстрационная платформа солнечной энергии – электрическая энергия
1.Прожектор
2.Солнечная панель
B. Общая демонстрационная платформа
3.Модуль электролитической ячейки
4.Резервуар для хранения
5.Модуль топливной ячейки
6.Основание
7.Вентилятор
8.Светодиодный свет
9.Вольт-амперметр
10.Толстый провод
11.Тонкий провод
12.Силиконовый трубопровод
13.Шприц
14.Коробка для батарей
15.Переключатель
16.Вилка
Познакомьтесь с концепциями возобновляемой энергии с помощью нашего набора для топливной ячейки на солнечной энергии и водороде
Наш набор для топливной ячейки на солнечной энергии и водороде предлагает наглядное обучение для демонстрации концепций возобновляемой энергии. Ученики могут построить свою собственную функциональную топливную ячейку для преобразования химической энергии в электричество, имитируя производство и повторное использование водорода.
Ученики наблюдают за реакциями электролиза непосредственно, когда пузырьки образуются от разделения воды под действием солнечной энергии. Затем накопленный газ водорода подаётся в топливную ячейку, где он реагирует с кислородом для генерации электричества, зажигая светодиод.
Процесс иллюстрирует, как солнечная энергия может быть сохранена в виде водородного топлива и повторно использована по требованию для создания возобновляемого электричества. Это увлекательное введение в производство водорода, технологии хранения и топливные ячейки.
Эксперименты шаг за шагом ведут учеников через принципы. Узнайте, как факторы, такие как кислотность/щелочность электролита, влияют на химические реакции. Отслеживайте уровни напряжения. Рассчитайте объемы произведенного газа.
Благодаря предоставленным письменным и визуальным инструкциям, студенты приобретают практические навыки в области построения цепей, измерения, анализа результатов и многого другого. Возможность повторного использования материалов означает, что набор поддерживает повторные эксперименты и демонстрации.
Оживите науку о возобновляемой энергии в своем классе с помощью этого всё в одном образовательного набора топливной ячейки. Подходит для обучения химии, физики, экологии и инженерных наук. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше!
Экспериментальные явления и принципы
Экспериментальное явление 1:
Когда свет падает непосредственно на солнечную панель, на металлических пластинах в модуле электролиза образуются маленькие пузырьки. Произведенный газ хранится в резервуаре для хранения через силиконовую трубку, что указывает на нормальную работу модуля электролиза.
При нормальных условиях работы напряжение солнечной батареи составляет около 1,5V-2V, как показано:
Экспериментальный принцип 1:
Солнечная панель – это устройство, которое может преобразовывать световую энергию в электрическую. Пока есть свет, она может преобразовывать полученную световую энергию в электричество. В этом эксперименте используется прожектор для имитации солнечного света. Поэтому напряжение можно измерить на проводах, подключенных к солнечной панели.
Устройство для электролиза может разложить воду для производства водорода и кислородного газа с использованием электрической энергии. Пока есть электричество и вода, реакция электролиза может разложить воду на водород и кислородный газ. Специфические уравнения реакции следующие:
Анод: 2H2O - 4e- → 4H+ + O2↑ Катод: 4H+ + 4e- → 2H2↑ В целом: 2H2O → 2H2↑ + O2↑
В этом эксперименте солнечная панель обеспечивает электролитическую ячейку электричеством, а бак обеспечивает достаточное количество воды. Поэтому пузырьки образуются с обеих сторон устройства для электролиза. Количество водородного газа в два раза больше, чем кислородного газа.
Реакцию электролиза можно разделить на кислотный электролиз и щелочной электролиз. Поскольку в топливной ячейке используется перфторсульфоновая кислотная смола в качестве электролита, электролиз в этом эксперименте является реакцией кислотного электролиза. Уравнение для щелочного электролиза:
Анод: 4OH- - 4e- → 2H2O + O2↑ Катод: 4H2O + 4e- → 4OH- + 2H2↑ В целом: 2H2O → 2H2↑ + O2↑
Экспериментальное явление 2:
Через 5-10 минут подключите провода LED-света и вентилятора к модулю топливной ячейки. В этот момент LED-свет немедленно начнет мигать, а вентилятор немедленно начнет вращаться, как показано:
Экспериментальный принцип 2:
Топливная ячейка – это устройство, которое может преобразовать химическую энергию, содержащуюся в топливе, в электрическую энергию. Пока есть топливо (водород и кислородный газ), она может преобразовывать химическую энергию в электрическую. Поскольку электролит внутри топливной ячейки является кислотным, специфические уравнения реакции следующие:
В этом эксперименте устройство для электролиза обеспечивает топливную ячейку топливом (водородным и кислородным газом), которое преобразует химическую энергию в топливе в электрическую энергию и передает это электричество через провода к светодиодному свету и вентилятору, заставляя светодиод мигать и вентилятор вращаться.
Анод: H2 - 2e- → 2H+ Катод: O2 получает электроны, т.е. O2 + 4e- → 2O2- O2- не может существовать сам по себе в кислых условиях, он может только соединиться с H+ для образования H2O, i.e. O2- + 2H+ → H2O Следовательно, электродная реакция на катоде: O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O (O2 + 4e- → 2O2-, 2O2- + 4H+ → 2H2O) В целом: 2H2 + O2 → 2H2O
Обучающие моменты
В общем, для понимания химических реакций, происходящих в топливной ячейке, очень важно внимательно следить за кислотностью/щелочностью электролита. Электродные реакции, происходящие на аноде и катоде, не изолированы – они часто тесно связаны с электролитическим раствором.
Например, водород-кислородные топливные ячейки имеют кислые и щелочные варианты. В кислотном электролите анодная реакция:
2H2 – 4e– → 4H+
Катод:
O2 + 4H+ + 4e– → 2H2O
В щелочном электролитическом растворе H+ не может появиться, так же как OH- не может появиться в кислотном электролите. Электродные реакции в топливной ячейке тесно связаны с кислотностью/щелочностью ее электролита.
Главное – внимательно следить за кислотно-щелочными свойствами электролита при анализе электродных реакций в системе топливной ячейки. Реакции связаны с электролитической средой.
Когда электролитический раствор кислый: Анод: 2H2 - 4e- → 4H+ Катод: O2 + 4e- + 4H+ → 2H2O Когда электролитический раствор щелочной: Анод: 2H2 - 4e- + 4OH- → 4H2O Катод: O2 + 4e- + 2H2O → 4OH-
