[发明专利]一种氢氧燃料电池演示仪

说明书

技术领域

本发明涉及教学教具领域，具体涉及氢氧燃料电池演示仪。

背景技术

燃料电池、尤其是氢氧燃料电池，以其能量转换效率高、污染小、以及高可靠性必将成为未来电池的主角。由于燃料电池在电极制作和燃料的储存、携带方面技术要求较高，目前尚未得到普及。中学化学教科书的大部分版本中关于燃料电池的介绍仅限于文字和示意图，这使得学生对燃料电池的认识和理解缺乏感性认识，而有些教科书(苏教版)介绍的演示方法，是在一容器中放置电解液，再放入两根多孔碳棒电极，接通直流电源电解制备氢气和氧气，然后进行放电试验(如将两根多孔碳棒电极电连接发光二极管)，这种方法不仅不直观(学生无法看到放电时，燃料气体消耗情况)，而且现象不明显，还容易使学生产生误解，即放电到底是充电后才能放电，还是消耗燃料后的放电。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种氢氧燃料电池演示仪，能直观反应出气体燃料消耗情况，且放电现象明显，并能反应出通过电解方法获得的氢氧燃料，比用其它方法获得的氢氧燃料活性高。

本发明通过以下技术方案实现：

一种氢氧燃料电池演示仪，包括电解质溶液管，设置于溶液管内的电极(通过塞子与管口固定连接)，所述电解质溶液管由第一、第二电解质溶液管和设有气体导管口的第三、第四电解质溶液管构成，第一、第二、第三、第四电解质溶液管相互连通，在其连通处连通有排液管，所述排液管的上部连通有毛细管。

本发明进一步改进方案是，第一、第二、第三、第四电解质溶液管于底部相互连通，所述电解质溶液管围绕排液管一周排布。

本发明更进一步改进方案是，在排液管与毛细管之间至少设有一个直径大于排液管的球状储液腔。

本发明还包括显示装置，所述显示装置为发光二极管、电流表、音乐喇叭等。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种氢氧燃料电池演示仪，包括电解质溶液管，设置于溶液管内的电极9，还包括与电极连接的显示装置。所述电解质溶液管由第一电解质溶液管1、第二电解质溶液管2和设有气体导管口5的第三电解质溶液管3、第四电解质溶液管4构成。仍如图1所示，第一、第二、第三、第四电解质溶液管围绕排液管6一周排布，其于底部位置相互连通，所述排液管6连通于四个电解质溶液管相互连通的中心位置。仍如图1所示，所述排液管6的上部依次连通有两个直径大于排液管6的球状储液腔8、毛细管7。所述气体导管口5的管口设有塞子。

本发明演示过程。

(1)电极制作：用坩埚钳夹住碳棒至火焰上灼烧至红后迅速投入冷水中，如此反复多次，使碳棒表面变得粗糙多孔，然后将制作好的碳棒塞入单孔塞中。

(2)在电解质溶液管内注入硫酸钠稀溶液，将步骤(1)制得的碳棒分别插入第一、第二、第三、第四电解质溶液管中(使塞子与管口紧密接触，做好管口密封处理)，塞子底表面贴近液面，同时用塞子塞进第三、第四电解质溶液管的气体导管口内密封。

(3)将第一、第二电解质溶液管中的电极接在直流电源上，在电压16-18V下电解，收集到一定量的氢气和氧气后则停止电解(一般以下面的球状储液腔满)；再分别通过第三、第四电解质溶液管的气体导管口向第三、第四电解质溶液管内注入氢气、氧气(如果第一电解质溶液管1内电解后制得的是氢气，那么，则在对角线上的第三电解质溶液管3内注入氢气，这样可方便放电演示的输出接线)，直至储液双球状的腔中的液体进入毛细管并达到一定高度。

(4)进行以下演示组合：将第一、第二电解质溶液管中的电极连接音乐贺卡，可看到发光二极管亮(此时，电池电压超过其启辉电压1.7V)，同时扬声器传出音乐；

将第二、第三电解质溶液管中的电极连接音乐贺卡，或将第一、第四电解质溶液管中的电极连接音乐贺卡，或将第三、第四电解质溶液管中的电极连接音乐贺卡，均发现发光二极管不亮(此时，电池电压低于1.7V)，只有扬声器传出音乐；而按上述方法将任意一组电极连接灵敏电流计，指针均发生偏转(说明有微电流产生)。在上述的每个组合演示中，都能明显看到毛细管内的液体液面在下降。

从上述演示过程可知：

一、本发明由于相互连通的电解质溶液管又连通有排液管，以及与排液管连通的毛细管，因此，无论做哪一种组合的演示，均可直观的看到毛细管内的液体液面在下降，说明输出电能是需要消耗燃料气体氢和氧的。