主頁(yè) > 企業(yè)博客 > 新品推薦 > 氫燃料電池結(jié)構(gòu)原理實(shí)訓(xùn)平臺(tái),燃料電池實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

氫燃料電池結(jié)構(gòu)原理實(shí)訓(xùn)平臺(tái),燃料電池實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)

2024-05-21 06:47
氫燃料電池是一種將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置。其結(jié)構(gòu)原理主要涉及以下幾個(gè)部分:
正極(陽(yáng)極):這是氫燃料電池中最重要的部分之一。它的主要作用是將氫氣轉(zhuǎn)化為離子并將電子釋放出來(lái)。正極通常由鉑等貴重金屬制成,這是因?yàn)檫@些材料具有良好的催化作用,可以更好地促進(jìn)氫氣的反應(yīng)。
電解質(zhì)層:這是氫燃料電池中的另一個(gè)關(guān)鍵部分。它的主要作用是分離陽(yáng)極和陰極,并促進(jìn)離子的傳遞。電解質(zhì)層通常是由聚合物膜或磺酸聚合物膜等材料制成,這些材料具有良好的導(dǎo)電性和物理性質(zhì),可以有效地促進(jìn)離子的傳遞和分離。
在氫燃料電池的工作原理中,氫氣和氧氣分別被送到陽(yáng)極和陰極。在陽(yáng)極,氫氣在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng),氫原子中的一個(gè)電子被分離出來(lái),形成帶正電的氫離子(質(zhì)子)。這些氫離子穿過電解質(zhì)層(即質(zhì)子交換膜)到達(dá)陰極。而電子則不能通過質(zhì)子交換膜,只能經(jīng)過外部電路到達(dá)陰極,從而在外電路中產(chǎn)生電流。
在陰極,氧氣與氫離子和電子結(jié)合,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成水。這個(gè)過程中釋放出的能量,即為氫燃料電池所輸出的電能。
總的來(lái)說,氫燃料電池通過其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和原理,實(shí)現(xiàn)了將氫氣和氧氣的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的過程,具有無(wú)污染、無(wú)噪聲、高效率等優(yōu)點(diǎn),在航天、發(fā)電、汽車等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

DB-ZRL081 燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
1、概述
  質(zhì)子交換膜燃料電池是一種將燃料氫氣作為還原劑與空氣中的氧氣作為氧化劑進(jìn)行電化反應(yīng),并將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的高效發(fā)電裝置(化學(xué)反應(yīng)式為H2+1/2O2® H2O)。燃料電池可以作為發(fā)電站或車輛的動(dòng)力源。燃料電池與內(nèi)燃機(jī)相比,最突出的優(yōu)點(diǎn)是高的能量轉(zhuǎn)化效率和極低的環(huán)境污染,在現(xiàn)實(shí)生活中電能是一種清潔的能源,因此燃料電池輸出的是清潔的能源。
  為響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排號(hào)召,促進(jìn)新能源生力軍健康、和諧發(fā)展,針對(duì)廣大院校需求,我司研制并生產(chǎn)了
燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)應(yīng)用范圍:主要面向職高、大學(xué)、研究生、以燃料電池發(fā)電為主課題的研究和培訓(xùn)。
燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)由自吸式PEM燃料電池堆、金屬氫化物氫瓶及其組件燃料電池控制器、直流線性負(fù)載,交流線性負(fù)載,直流感性負(fù)載和測(cè)試儀表組成。
燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)


燃料電池教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
 
編號(hào) 組件 說明
1 自吸式PEM燃料電池堆 用來(lái)作為電能的輸出
2 金屬氫化物氫瓶及其組件 用來(lái)給燃料電池提供氫燃料
3 線性負(fù)載電流表 用來(lái)測(cè)量直接線性負(fù)載電流
4 線性負(fù)載電壓表 用來(lái)測(cè)量直接線性負(fù)載電壓
5 直流功率表1 用來(lái)測(cè)量直接線性負(fù)載功率
6 直流功率表2 用來(lái)測(cè)量LED燈組負(fù)載功率
7 直流功率表3 用來(lái)測(cè)量電機(jī)負(fù)載功率
8 計(jì)時(shí)器 用來(lái)累計(jì)氫瓶使用時(shí)間
9 溫度表 用來(lái)反映電堆周圍環(huán)境溫度
10 LED燈組 用來(lái)作為阻性負(fù)載
11 電機(jī) 用來(lái)作為感性負(fù)載
12 按鈕1 用來(lái)控制儀表供電
13 按鈕2 用來(lái)控制線性負(fù)載回路通斷
14 按鈕3 用來(lái)控制燈和電機(jī)負(fù)載回路通斷
15 按鈕4 用來(lái)控制LED燈組(紅)
16 按鈕5 用來(lái)控制LED燈組(黃)
17 按鈕6 用來(lái)控制LED燈組(綠)
編號(hào) 組件 說明
1 DC/DC電源模塊(9V) 儀表供電
2 DC/DC電源模塊(12V) 將燃料電池輸出波動(dòng)直流電轉(zhuǎn)化為12V直流電
3 燃料電池控制器 控制燃料電池風(fēng)扇轉(zhuǎn)速和定時(shí)排氣

 2、各部件參數(shù)

◆ 燃料電池
燃料電池是本教學(xué)平臺(tái)的核心組成部分,將氫瓶供給的氫氣轉(zhuǎn)換成電能,供負(fù)載使用。
產(chǎn)品優(yōu)勢(shì):具有重量輕,體積小,便于攜帶;靜音設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高:?jiǎn)?dòng)速度快,響應(yīng)時(shí)間短,適合于各種應(yīng)用環(huán)境;環(huán)境適應(yīng)性好,適應(yīng)各種天氣變化;
其規(guī)格如下:
◆ 電池功率為50W;
◆ 開路電壓為15~30V;
◆ 工作電壓為11V時(shí),電流為4.15A,電池溫度為41.5℃;
◆ 風(fēng)機(jī)電壓為10.5V;
◆ 尾氣排放閥排氣間隔為12秒,每次排氣時(shí)間為0.3秒。
燃料電池安裝要注意通風(fēng),確?諝忭槙沉魍ǎ兄c反應(yīng)空氣的吸入和電池的散熱。安裝時(shí)將燃料電池平放,風(fēng)扇朝上,散熱口朝下,尾氣排放口通過排氣管接電池閥,接上燃料氣瓶即可發(fā)電。 
◆ 金屬氫化物氫瓶
  ◆ 金屬氫化物氫瓶用來(lái)給燃料電池供應(yīng)燃料,其規(guī)格為:
  ◆ 貯氫容量( 20℃):  10L
  ◆ 放氫流速( 20℃):  >5L/min
  ◆ 放氫壓力( 20℃):  ≥0.3MPa
  ◆ 使用環(huán)境溫度:0~60℃
  ◆ 產(chǎn)品氫純度:99.99%~99.9999%
  ◆ 原料氫: ≥98%(普通工業(yè)氫)
  ◆ 充氫壓力:2.0~3.0MPa
  ◆ 充氫環(huán)境溫度:0~40℃
  ◆ 熱交換方式:空氣自然對(duì)流或強(qiáng)制對(duì)流
  ◆ 重量:1.0kg
  ◆ 外形尺寸:長(zhǎng)350mm,直徑90mm
  ◆ 金屬氫化物氫瓶具體使用規(guī)則見附件B。
鋼瓶(帶減壓閥門和壓力表)
  用來(lái)給金屬氫化物充氣,使用使要符合氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程(GB 4962-85) 。
本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以使用如下規(guī)格瓶裝氫氣:
  ◆ 容積:1L
  ◆ 壓力:15MPa
  ◆ 氫氣純度:99.999%高純氫
  ◆ 減壓器規(guī)格:輸入壓力(0-25MPa)
                 輸出壓力(0-0.16MPa)連續(xù)可調(diào)
  ◆ 充氫具體操作見附件C。
高純氫氣發(fā)生器
 輸出流量 0~300ml/min
 功率 150W
 輸出壓力 0~0.4 MPa
 電源電壓
 交流220V±10%; 50Hz±5%
 工作條件
 溫度:5~42℃
 相對(duì)濕度:≤85%;
儀表
電流表:平臺(tái)設(shè)有2個(gè)電流表,量程和誤差分別為AC 5A和DC 20A±0.2%。用來(lái)測(cè)量燃料電池輸出電流和交流電流。
電壓表:平臺(tái)設(shè)有2個(gè)電壓表,量程和誤差分別為AC 500V和DC 50V±0.2%。用來(lái)測(cè)量燃料電池輸出電壓、負(fù)載電壓和交流輸出電壓。
計(jì)時(shí)器:本教學(xué)平臺(tái)共有1個(gè)計(jì)時(shí)器,量程為100小時(shí),主要用來(lái)累計(jì)氫瓶使用時(shí)間,以便準(zhǔn)時(shí)充氣。當(dāng)開啟電堆時(shí)按下計(jì)時(shí)器的計(jì)時(shí)按鈕,關(guān)閉電堆前按停止按鈕保存數(shù)據(jù),清除累計(jì)時(shí)間可按清除按鈕。
溫度表:本教學(xué)平臺(tái)有1個(gè)溫度表,量程和誤差分別是-19.9~99.9℃和±1%。用來(lái)反映環(huán)境溫度。
負(fù)載
線性負(fù)載:是一個(gè)變阻箱,阻值變換范圍為0~1999歐姆,阻值最小變化值為0.1歐姆;最大可承受功率為10W。
感性負(fù)載:是一個(gè)額定電壓為12-24V,轉(zhuǎn)速為200r/min的減速電機(jī)。
DC/AC
本教學(xué)平臺(tái)共有2個(gè)DC/AC電源模塊。
1. DCW300-12S12(1個(gè)):將燃料電池發(fā)出的直流19V電能轉(zhuǎn)換為AC220V±5%的交流電壓,為負(fù)載和其他供電。技術(shù)參數(shù):輸入電壓范圍9~18V,輸出電壓Ac220V,輸出電流1.2A,輸出功率300W。
2. DCN200-12S09(1個(gè)):將10-28V直流電壓轉(zhuǎn)換為186~260V±5%的交流電壓,向電網(wǎng)進(jìn)行反向送電(并網(wǎng))。
并網(wǎng)技術(shù)參數(shù):
◆ AC標(biāo)準(zhǔn)電壓范圍: 90V-140V/180V-260VAC
◆ AC頻率范圍: 55Hz~63Hz/45Hz~53Hz
◆ 輸出電流總諧波失真: THDIAC <5%
◆ 相 位 差: <1%
◆ 島效應(yīng)保護(hù): VAC;f AC
◆ 輸出短路保護(hù): 限流
◆ 顯示方式: LED
◆ 待機(jī)功耗: <2W
◆ 夜間功耗: <1W
◆ 環(huán)境溫度范圍: -25 ℃~60℃
◆ 環(huán)境濕度: 0~99%(Indoor Type Design)
離網(wǎng)技術(shù)參數(shù)
◆ 直流輸入電壓:11~21VDC
◆ 額定輸出功率:300W
◆ 輸出電壓:110/220VAC根據(jù)客戶要求訂制
◆ 輸出波形:純正弦波
◆ 輸出頻率:50Hz
◆ 工作效率:85%
◆ 功率因數(shù):>0.88
◆ 波形失真率≤5%
◆ 工作環(huán)境:溫度-20℃~50℃
◆ 相對(duì)濕度:﹤90﹪(25℃)
◆ 保護(hù)功能:極性反接、短路、過熱、過載保護(hù)
本平臺(tái)共有4個(gè)DC/DC電源模塊。
1. DC-DC05(4個(gè)):將燃料電池發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換為DC3.3V、5.0V、9.0V、12V的直流電。
◆ 輸入電壓:DC1.5-32V
◆ 輸出電壓:DC1.25-30V連續(xù)可調(diào)
緊急停止開關(guān)和漏電保護(hù)器
為了保護(hù)本教學(xué)平臺(tái)的重要部件,避免一些由于人為的操作失誤而導(dǎo)致的重大事故的發(fā)生,我們?cè)陔娫辞岸酥匾考凹尤肓司o急停止開關(guān)和漏電保護(hù)開關(guān),
3、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目
實(shí)驗(yàn)1、燃料電池能量轉(zhuǎn)換原理實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)2、反應(yīng)條件對(duì)燃料電池堆性能影響實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)3、燃料電池堆負(fù)載實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)4、燃料電池堆在恒定負(fù)載條件下V-I、P-I特性實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)5、燃料電池堆在變化負(fù)載條件下V-I、P-I特性實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)6、電力電子轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)7、燃料電池驅(qū)動(dòng)線性負(fù)載實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)8、燃料電池驅(qū)動(dòng)LED陣列實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)9、燃料電池驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)10、燃料電池燃料電池對(duì)移動(dòng)設(shè)備供(充)電實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)11、燃料電池燃料電池驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)12、燃料電池燃料電池驅(qū)動(dòng)并網(wǎng)模塊并網(wǎng)實(shí)驗(yàn);
實(shí)驗(yàn)13、線形負(fù)載和燈泡負(fù)載電堆性能實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)14、恒值負(fù)載電堆性能實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)15、不同溫度電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)16、不同壓力電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)17、不同尾氣排放量電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)18、最佳電堆性能曲線實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)19、不同類型電堆性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。


上一篇:精餾塔實(shí)驗(yàn)裝置,連續(xù)精餾塔實(shí)驗(yàn)裝置 下一篇:制冷模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)備,制冷實(shí)訓(xùn)裝置

你可能也喜歡