[实用新型]质子交换膜氢氧燃料电池试验教具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种质子交换膜氢氧燃料电池试验教具，特别涉及其中一种电解水制取氢气、氧气装置和一种质子交换膜氢氧燃料电池结构。 

背景技术

目前质子交换膜氢氧燃料电池试验教具电解水制取氢气和氧气装置通常是用注满电解液的U型管两端分别插阴极和阳极结构，此结构有下列缺陷：一是溶液中的氢气和氧气有可能混合，造成氢气和氧气不纯或易有爆炸危险；二是阴极和阳极离开较远，引起电解电阻增大，氢气和氧气制取效率低。 

质子交换膜氢氧燃料电池应用现在尚未普及，因而目前国内只有少数厂家生产质子交换膜氢氧燃料电池，所生产的产品是某一类工业所用，结构比较复杂，性能较好，但价格很高，不适宜作教具使用；现有质子交换膜氢氧燃料电池试验教具上的质子交换膜氢氧燃料电池气体导流板上的导流槽结构不够合理，不能最大限度地保证氢气导流槽和氧气导流槽有最大的贴合面积，从而影响氢氧电化学反应时电的产生效率。 

发明内容

为了克服现有质子交换膜氢氧燃料电池试验教具电解水制取氢气、氧气装置和质子交换膜氢氧燃料电池结构不足，本实用新型提供一种质子交换膜氢氧燃料电池试验教具，该试验教具电解水制取氢气、氧气装置能使氢气和氧气有效分离，电解电阻减小，氢气和氧气制取效率提高；同时，该教具质子交换膜氢氧燃料电池结构简单，氢氧电化学反应时电产生效率提高，制造容易，成本较低。 

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：1、质子交换膜氢氧燃料电池试验教具，由电解水制取氢气氧气装置、质子交换膜氢氧燃料电池组和电池测量装置三部分组成。2、电解水制取氢气和氧气装置以圆柱形容器烧杯为基础，包含氢气和氧气两个气体发生腔，在每个腔的盖板上装有圆柱形电极、出气孔接头、平衡孔接头，两腔之间用以框形隔板为骨架的布膜隔开，电解液里的离子能够通过布膜，而氢气和氧气由于两者压力差较小，不能通过布膜。这样阴极和阳极可以靠得较近，电解电阻减少，氢气和氧气制取效率提高，同时产生的氢气和氧气靠布膜能够分开，所有零件之间都靠粘结剂固定并密封，平衡孔接头上装有塞子，所以氢气和氧气只能从各自的出气口出来，通过连接软管到达燃料电池里。3、质子交换膜氢氧燃料电池采用三个单体电池串联而成，靠四对螺栓螺母连接，气体导流板之间靠框形橡胶密封垫片绝缘电和密封气体，其上的气体导流槽除靠近进气孔或出气孔的一小段是斜向布置外，其余各段都沿导流板的纵向和横向交替均衡连续布置，并对称于导流板横向中心面，各纵向槽与导流板纵向中心面距离相等，当氢气导流槽和氧气导流槽隔着膜电极相互贴合时，除一小段斜向布置的导流槽不重合外，其余导流槽都能重合。这样就能保证三个氢气导流槽和氧气导流槽最大限度贴合。 

本实用新型的有益效果是：电解水制取氢气和氧气量多，电解效率高，氢气和氧气能有效隔离；质子交换膜氢氧燃料电池气体密封性好，氢氧电化学反应时电产生效率高，结构简单；整个装置成本低，制造容易。 

附图说明

图1是本实用新型的总体结构图。图中1.直流稳压电源器，2.电线，3.燃料电池安放支撑块，4.橡胶软管，5.质子交换膜氢氧燃料电池，6.万用表测笔，7.万用表，8.氢气和氧气制取装置，9.电源开关。 

图2为电解水制取氢气和氧气装置图。图中10.烧杯，11.石墨电极(阴极)，12.硫酸钠溶液，13.粘结剂，14.氢气出口管接头，15.电极接线固定螺钉，16.氧气出气管接头，17.平衡孔堵塞，18.平衡孔管接头，19.密封盖板，20.框形隔板，21.气体分隔布膜，22.石墨电极(阳极)。 

图3为质子交换膜氢氧燃料电池外形图。 

图4为图3在A-A截面上的剖视图。图中23.左压板，24.膜电极，25.单气体导流板，26.固定螺栓螺母，27.密封垫片，28.框形橡胶密封垫片，29.右压板，30.绝缘隔圈，31.双气体导流板。 

图5为图3在B-B截面上的剖视图。图中32.氧气进口管接头，33.氢气出口管接头，34.电池电压输出端子，35.氧气出口管接头，36.氢气进口管接头。 

图6为双气体导流板(31)沿氢气导流面方向上的视图，表明了氢气导流槽结构。 

图7为图6在C-C截面上的剖视图。 

图8为图7在D方向上的视图，表明了氧气导流槽结构。 

具体实施方式