氫氧燃料電池的微型化改進

卞海燕

摘要：文章對教材上的設計氫氧燃燒電池實驗裝置進行了微型化改進，使其更簡單、方便。

關鍵詞：氫氧燃料電池；微型；改進

文章編號：1008-0546（2014）03-0085-01 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

蘇教版必修2課本42頁設計了氫氧燃料電池的實驗：參照圖組裝實驗裝置（多孔碳棒電極由實驗室提供，將碳電極放在高溫火焰上灼燒到紅熱，迅速浸入冷水中，使它的表面變得粗糙多孔即可）。電解質溶液用0.5mol/LNa2SO4溶液，電源用3～6V直流電源，發光二極管的起輝電壓為1.7V，電流為0.6mV。

在此裝置中用到的儀器，實驗室提供的多孔碳棒電極直徑1.5cm，長9cm，表面非常光滑，在使用前，必須每個都進行前期處理后親自試試，這給學生分組實驗帶來了實驗現象的不穩定性。而3～6V的直流電源無論是學生電源提供，還是用干電池，體積都較龐大。

在教學過程中，學生由前一節原電池的已有知識，對兩個電極都是碳棒的原電池非常不能理解，為什么這樣的裝置能發生，所以氫氧燃料電池的學生分組實驗顯得很必要。結合實驗設計的生活化、微型化，改進實驗的具體內容如下。

一、 實驗用品

9V電池，學生用長1.5mm、寬1mm，高6cm的2B鉛筆芯，發光二極管1枚，厚約2.5cm的泡沫板，Na2SO4溶液

二、 實驗裝置及儀器的說明

1. 將泡沫板切成長寬各4cm的正方塊形，將小試管底部在酒精燈上加熱，在泡沫板上燙成試管形凹洞。

2. 用2B鉛筆芯代替實驗室的石墨棒，因為材質一樣，而且鉛筆芯的表面本身就是粗糙多孔，提高實驗的穩定性。

3. 9V的電池長2.5cm，寬1.5cm，高4.5cm，體積迷你，電壓大，可提高兩個電極上氣體產生的速率，同時它的正負極在同一面，簡化了實驗的操作。

4. 硫酸鈉在這里起導電的作用，濃度無硬性要求。

5. 發光二極管可以用實驗室的，也可從小孩子的玩具中拆下來，各種各樣的燈光顏色。

三、 實驗步驟

1. 將鉛筆芯插入泡沫板的凹洞內，注意不要將泡沫板弄穿，否則會漏液。

2. 往凹洞內加入電解質溶液Na2SO4。

3. 將9V電池的電極與鉛筆芯接觸，立即就能觀察到兩電極上產生了大量的無色氣泡，根據氣泡的數量可判斷生成的氣體。電解時間約30s。

4. 將電池拿掉，換做發光二極管的兩個金屬絲分別與鉛筆芯相接觸，即可觀察到發光二極管亮了。

四、 改進后的優點與意義

1. 該實驗裝置很簡單，試劑用量少，操作方便，取材于學生生活中的材料，實驗現象明顯且趣味性很強。

2. 因為是課堂的學生分組實驗，所需的時間少，學生可以反復操作，同時提高了對氫氧燃料電池的理解，對原電池的發生條件有了更深層次的了解。endprint

摘要：文章對教材上的設計氫氧燃燒電池實驗裝置進行了微型化改進，使其更簡單、方便。

關鍵詞：氫氧燃料電池；微型；改進

文章編號：1008-0546（2014）03-0085-01 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

蘇教版必修2課本42頁設計了氫氧燃料電池的實驗：參照圖組裝實驗裝置（多孔碳棒電極由實驗室提供，將碳電極放在高溫火焰上灼燒到紅熱，迅速浸入冷水中，使它的表面變得粗糙多孔即可）。電解質溶液用0.5mol/LNa2SO4溶液，電源用3～6V直流電源，發光二極管的起輝電壓為1.7V，電流為0.6mV。

在此裝置中用到的儀器，實驗室提供的多孔碳棒電極直徑1.5cm，長9cm，表面非常光滑，在使用前，必須每個都進行前期處理后親自試試，這給學生分組實驗帶來了實驗現象的不穩定性。而3～6V的直流電源無論是學生電源提供，還是用干電池，體積都較龐大。

在教學過程中，學生由前一節原電池的已有知識，對兩個電極都是碳棒的原電池非常不能理解，為什么這樣的裝置能發生，所以氫氧燃料電池的學生分組實驗顯得很必要。結合實驗設計的生活化、微型化，改進實驗的具體內容如下。

一、 實驗用品

9V電池，學生用長1.5mm、寬1mm，高6cm的2B鉛筆芯，發光二極管1枚，厚約2.5cm的泡沫板，Na2SO4溶液

二、 實驗裝置及儀器的說明

1. 將泡沫板切成長寬各4cm的正方塊形，將小試管底部在酒精燈上加熱，在泡沫板上燙成試管形凹洞。

2. 用2B鉛筆芯代替實驗室的石墨棒，因為材質一樣，而且鉛筆芯的表面本身就是粗糙多孔，提高實驗的穩定性。

3. 9V的電池長2.5cm，寬1.5cm，高4.5cm，體積迷你，電壓大，可提高兩個電極上氣體產生的速率，同時它的正負極在同一面，簡化了實驗的操作。

4. 硫酸鈉在這里起導電的作用，濃度無硬性要求。

5. 發光二極管可以用實驗室的，也可從小孩子的玩具中拆下來，各種各樣的燈光顏色。

三、 實驗步驟

1. 將鉛筆芯插入泡沫板的凹洞內，注意不要將泡沫板弄穿，否則會漏液。

2. 往凹洞內加入電解質溶液Na2SO4。

3. 將9V電池的電極與鉛筆芯接觸，立即就能觀察到兩電極上產生了大量的無色氣泡，根據氣泡的數量可判斷生成的氣體。電解時間約30s。

4. 將電池拿掉，換做發光二極管的兩個金屬絲分別與鉛筆芯相接觸，即可觀察到發光二極管亮了。

四、 改進后的優點與意義

1. 該實驗裝置很簡單，試劑用量少，操作方便，取材于學生生活中的材料，實驗現象明顯且趣味性很強。

2. 因為是課堂的學生分組實驗，所需的時間少，學生可以反復操作，同時提高了對氫氧燃料電池的理解，對原電池的發生條件有了更深層次的了解。endprint

摘要：文章對教材上的設計氫氧燃燒電池實驗裝置進行了微型化改進，使其更簡單、方便。

關鍵詞：氫氧燃料電池；微型；改進

文章編號：1008-0546（2014）03-0085-01 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

蘇教版必修2課本42頁設計了氫氧燃料電池的實驗：參照圖組裝實驗裝置（多孔碳棒電極由實驗室提供，將碳電極放在高溫火焰上灼燒到紅熱，迅速浸入冷水中，使它的表面變得粗糙多孔即可）。電解質溶液用0.5mol/LNa2SO4溶液，電源用3～6V直流電源，發光二極管的起輝電壓為1.7V，電流為0.6mV。

在此裝置中用到的儀器，實驗室提供的多孔碳棒電極直徑1.5cm，長9cm，表面非常光滑，在使用前，必須每個都進行前期處理后親自試試，這給學生分組實驗帶來了實驗現象的不穩定性。而3～6V的直流電源無論是學生電源提供，還是用干電池，體積都較龐大。

在教學過程中，學生由前一節原電池的已有知識，對兩個電極都是碳棒的原電池非常不能理解，為什么這樣的裝置能發生，所以氫氧燃料電池的學生分組實驗顯得很必要。結合實驗設計的生活化、微型化，改進實驗的具體內容如下。

一、 實驗用品

9V電池，學生用長1.5mm、寬1mm，高6cm的2B鉛筆芯，發光二極管1枚，厚約2.5cm的泡沫板，Na2SO4溶液

二、 實驗裝置及儀器的說明

1. 將泡沫板切成長寬各4cm的正方塊形，將小試管底部在酒精燈上加熱，在泡沫板上燙成試管形凹洞。

2. 用2B鉛筆芯代替實驗室的石墨棒，因為材質一樣，而且鉛筆芯的表面本身就是粗糙多孔，提高實驗的穩定性。

3. 9V的電池長2.5cm，寬1.5cm，高4.5cm，體積迷你，電壓大，可提高兩個電極上氣體產生的速率，同時它的正負極在同一面，簡化了實驗的操作。

4. 硫酸鈉在這里起導電的作用，濃度無硬性要求。

5. 發光二極管可以用實驗室的，也可從小孩子的玩具中拆下來，各種各樣的燈光顏色。

三、 實驗步驟

1. 將鉛筆芯插入泡沫板的凹洞內，注意不要將泡沫板弄穿，否則會漏液。

2. 往凹洞內加入電解質溶液Na2SO4。

3. 將9V電池的電極與鉛筆芯接觸，立即就能觀察到兩電極上產生了大量的無色氣泡，根據氣泡的數量可判斷生成的氣體。電解時間約30s。

4. 將電池拿掉，換做發光二極管的兩個金屬絲分別與鉛筆芯相接觸，即可觀察到發光二極管亮了。

四、 改進后的優點與意義

1. 該實驗裝置很簡單，試劑用量少，操作方便，取材于學生生活中的材料，實驗現象明顯且趣味性很強。

2. 因為是課堂的學生分組實驗，所需的時間少，學生可以反復操作，同時提高了對氫氧燃料電池的理解，對原電池的發生條件有了更深層次的了解。endprint