Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
44
Добавлен:
19.04.2015
Размер:
1.62 Mб
Скачать

Лабораторная работа №8.

Водород в качестве источника энергии (топлива).

Возможность аккумулирования водорода.

Цель работы

Показать, что водород может накапливаться и служить источником энергии при его использовании в качестве топлива в топливном элементе.

Убедиться, что энергия может накапливаться в виде топлива и использоваться по мере необходимости

Задание

  1. Доказать, что энергия может вырабатываться как непосредственно при переходе из одной формы в другую, так и накапливаться в виде топлива и использоваться по мере необходимости.

  2. Объяснить, насколько измерения соответствуют теоретическим предпосылкам.

  3. Представить свои измерения и использовать их для объяснения результатов с научной точки зрения.

Комплектующие, необходимые для проведения эксперимента:

  • солнечный модуль

  • электролизер

  • топливный элемент

  • измерительный модуль-нагрузка

  • 4 кабеля

  • 2 длинных газоподводящих шланга

  • 2 коротких газоподводящих шланга

  • 2 зажима для шлангов

  • секундомер

  • схема эксперимента

Дополнительные компоненты:

  • лампа 100-150 Ватт

  • дистиллированная вода

  • амперметр

  • вольтметр

  • кабель

Безопасность:

Во время эксперимента наденьте защитные очки и держитесь на расстоянии от источников возгорания. Солнечный элемент нагревается.

Методические указания

Солнечный элемент дает напряжение примерно 320 мВ при токе 200 мА. В случае работы в проточном режиме (смотрите работу № 7) максимальный ток, выдаваемый топливным элементом, также составляет 200 мА. Когда используется накопленный водород, значения тока достигают 500 мА и более. Это делает очевидным ценность топлива, как накопителя химической энергии. Энергия может выделяться из топлива с большей скоростью, чем это возможно при прямом превращении. Накопленная энергия может быть использована вне зависимости от места ее производства, при возникшей необходимости ее потребления в любом месте и в любое время. Количество водорода, накопленное в ходе данного эксперимента (10 мл), может быть преобразовано в полезную энергию для удовлетворения возникшей потребности в ней.

Данный эксперимент может служить основой дискуссии о необходимости накопления энергии в сфере транспорта, промышленности и при обмене веществ у живых организмов.

рис.

Порядок выполнения работы

Соберите установку в соответствии с рис. . Следуйте при этом рекомендациям занятия 7. Составьте таблицу измерений и определите значения максимального тока и максимальной эффективной мощности топливного элемента при постоянной подаче водорода и кислорода от электролизера. Проведите измерение рабочего (выходного) напряжение и рабочего (выходного) тока на солнечном элементе. При этом следуйте предложенным инструкциям:

  1. Перекройте выходной шланг топливного элемента с помощью зажима и установите выключатель измерительного модуля в положение « разомкнуто». При этом газовые потоки будут направлены через топливный элемент. Накапливайте газ до тех пор, пока значение по водороду не составит 10 мл.

  2. Отсоедините солнечный элемент от электролизера и используйте накопленный водород для приведения в действие топливного элемента.

  3. Установите сопротивление в 1 Ом и измерьте ток и напряжение топливного элемента. Проведите измерение времени в течение которого расходуется накопленный водород.

  4. Снова наполните накопитель газа в электролизере и повторите измерения при сопротивлении в 3 Ом.

рис.

Обработка результатов

  1. Рассчитайте мощность, которую отдает солнечный элемент электролизеру и оцените мощность топливного элемента. Определите максимальный возможный ток и максимально достижимую эффективную мощность топливного элемента.

  2. Объясните, какое преимущество имеет работа топливного элемента в режиме накопление водорода по сравнению с работой в проточном режиме протекания (см. занятие 7).

39

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке топливный элемент