Kako napraviti gorivnu ćeliju: 12 koraka

Goriva ćelija omogućuje pretvorbu goriva, poput vodonika ili metan, direktno u električnu energiju pomoću hemijske reakcije nazvane elektrolizom. Svaka gorivna ćelija sadrži dvije elektrode, od kojih je jedna punjena (anoda), a druga - negativna (katodna) i elektrolita koja nosi nabijene čestice iz jedne elektrode u drugu. Pored toga, gorivna ćelija uključuje katalizator koji povećava brzinu reakcije na elektrode. U gorivnim ćelijama na vodiku reagira s kisikom, a voda se formira kao nusproizvod, što čini takve elemente korisne za visokotehnološke aplikacije u kojima je potrebna neto energija. Da biste razumjeli principe goriva, možete sastaviti jednostavan element od dodiplomskih materijala.

Korake

Dio 1 od 2:

Stvorite gorivnu ćeliju

jedan. Pripremite sve što vam treba. Da biste napravili jednostavnu gorivnu ćeliju, trebat će vam 30 centimetara platinasto ili proizvođača, štapić za sladoled, 9-voltni bateriju i držač za njega, prozirni viski, čaša vode, kuhar (opcionalno), tanki metalni štap i voltmetar.

9-voltna baterija i držač baterije mogu se kupiti u trgovini elektronike ili kućanskim aparatima.

Slika pod nazivom Izgradite koraku za gorivo 1

2. Izrežite sa platine ili obložene platine žice dugačka dva komada 15 centimetara. Platinum žica koristi se za posebne namjene, može se kupiti u trgovini elektronikom. Služit će kao reakcijski katalizator.

Bolje je koristiti platinum žicu, jer će drugi metali, poput bakra, reagirati sa kisikom i soli i zagađivati rješenje sa reakcijskim proizvodima.

Može se koristiti i visokokvalitetna žica od nehrđajućeg čelika - također je prilično otporna na hemijske reakcije.

Slika pod nazivom Izgradite korak za gorivo 2

3. Grickajte komade žica na tankim metalnim štapom da biste im dali oblik izvora. To će biti elektrode gorivne ćelije. Uhvatite kraj žice i čvrsto je nakupite na štapom tako da je cilindrično proljeće. Izvadite prvu žicu iz štapa i pomaknite drugi komad žice.

Za nokte, vješalica ili ispitivač sonde mogu se koristiti kao žičana šipka.

Slika pod nazivom Izgradite gorivni ćelijski korak 4

4. Prekinite držač baterije na pola. Uzmite šipke, režite na pola i pričvršćene na držač žice i uklonite izolaciju od njih. Ove gole žice koje pričvršćujete na elektrode.

Koristeći odgovarajući komad uranjanja, očistite krajeve žice iz izolacije. Izvadite izolaciju sa krajeva tih žica koje ste odsekli iz držača baterije.

Isključite žicu pod nadzorom odraslih.

Slika pod nazivom Izgradite gorivni ćelijski korak 5

pet. Pričvrstite elektrode čišćene iz izolacije u elektrode. Priključite žice na elektrode da biste im povezali napajanje (držač baterije) i voltmetra, koji će odrediti koji napon stvara gorivnu ćeliju.

Zategnite crvenu žicu držača baterije i rezane crvene žice oko gornjeg kraja jedne od žičanih zavojnica tako da mu je većina ostaje besplatna.

Gledajte gornji kraj drugog zavojnice crnom žicom držača baterije i narezane crne žice.

Slika pod nazivom Izgradite gorivni ćelijski korak 6

6. Pričvrstite elektrode u štapić za sladoled ili drvenu šipku. Sladoled štapić mora biti duži od vrata čaše s vodom tako da ona može ležati na vrhu. Priložite elektrode tako da se sakriju od štapova i spuštaju se u vodu.

Možete koristiti prozirnu traku ili izolacijsku vrpcu. Glavna stvar je da su elektrode čvrsto pričvršćene na štap.

Slika pod nazivom Čišćenje vode Sjaj 13 korak 13

7. Sipajte u staklenu slavinu ili slanu vodu. Da teče reakciju, voda treba sadržavati elektrolite. Destilirana voda baš odgovara, jer nema nečistoće koje mogu poslužiti kao elektrolite. Za normalan protok hemijske reakcije, soli ili soda hrane mogu se otopiti u vodi.

Mineralne nečistoće sadržane su u konvencionalnoj vodi iz slavine, tako da se može koristiti kao elektrolit, ako nemate sol pri ruci.

Dodajte solu soli ili sode s hranom po stopi jedne kašike (20 grama) na čaši vode. Promiješati vodu tako da sol ili soda potpuno rastvaraju.

Slika pod nazivom Izgradite po korak od 7 koraka

osam. Stavite štapić elektrode na vrat čaše sa vodom. Istovremeno, elektrode u obliku žičanih izvora trebale bi se uroniti pod vodom uglavnom svoje dužine, osim kontakata sa žicama držača baterije. Pod vodom treba biti samo platinska žica.

Ako je potrebno, pričvrstite štapić uz pomoć trake tako da elektrode ostanu u vodi.

Slika pod nazivom Izgradite korak za gorivo 8Bullet2

devet. Spojite žice koje se izvode iz elektroda do voltmetra ili LED svjetlosne sijalice. Pomoću voltmetra možete odrediti napon koji stvara aktiviranu gorivnu ćeliju. Spojite crvenu žicu na pozitivne i crne u negativan kontakt voltmetra.

U ovoj fazi voltmetar može pokazati malu vrijednost, na primjer 0,01 volti, iako je napon na njenoj nuli.

Takođe možete povezati malu žarulju, poput žarulje sa lampice ili LED.

2. dio 2:

Aktivirajte gorivnu ćeliju

jedan. 1-2 sekunde dodiruje 9-voltni terminali baterije na držač baterije. Baterija je potrebna samo da bi se početna struja preskoči kroz žicu, što će uzrokovati disocijaciju molekula vode koji se nalaze u blizini elektroda, kao rezultat toga što će plinske mjehurići izdvojiti oko elektroda. Ovaj se proces naziva elektrolizom.

Provjerite da li se plinski mjehurići pojavljuju u blizini oba elektroda. Jedna elektroda formirana mjehurići vodonika, a u drugom - kiseoniku.
Nema potrebe za povezivanjem baterije na držač, samo ga dodirnite svojim terminalima za pokretanje reakcije.

Slika pod nazivom Izgradite gorivni ćelijski korak 10

2. Isključite bateriju. Baterija je potrebna samo za aktiviranje reakcije. Ugledni vodonik i kisik su rekombinirani u vodi, kao rezultat kojih je energija koja je potrošena na cijepanje molekula vode električnim udarom. Platinum žičane elektrode nastupit će kao katalizator i ubrzati rekombinaciju atoma vodika i kisika u molekulama vode.

Slika pod nazivom Izgradite korak za gorivo 10Bullet1

3. Pogledajte čitanja voltmetera. U početku se napon može povećati na dva volta, a zatim će početi padati (u početku brzo, zatim sporije) jer je nestanak hidrogenika.

Prvo, žarulja (LED) će se vedro pokvariti, a zatim se brzo izblijedi i postepeno izlazi.

Savjeti

Odvojene gorivne ćelije proizvode malu količinu električne energije, slične gore opisanom uređaju. Za praktične potrebe potrebno je veliki broj takvih elemenata koji se kombinuju u baterijama.
Iako se voda koristi kao elektrolit kao elektrolit, kalijum hidroksid koristi se u industrijskim gorivnim ćelijama (takvi elementi korišteni su u svemirskom programu Apollo), fosforne kiseline, rastopljenim natrijumom ili magnezijuma na visokim temperaturama ili posebnim polimerima.