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Low­Cost-Brenn­stoff­zel­le

In­fo­box

Diese Seite ist Teil einer Ma­te­ria­li­en­samm­lung zum Bil­dungs­plan 2004: Grund­la­gen der Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung. Bitte be­ach­ten Sie, dass der Bil­dungs­plan fort­ge­schrie­ben wurde.

Hin­weis

Es wird dar­auf hin­ge­wie­sen, dass für jedes Ex­pe­ri­ment ent­spre­chend der ei­ge­nen Durch­füh­rung vor der erst­ma­li­gen Auf­nah­me der Tä­tig­keit eine Ge­fähr­dungs­be­ur­tei­lung durch­ge­führt und do­ku­men­tiert wer­den muss. Jede fach­kun­di­ge Nut­ze­rin/jeder fach­kun­di­ge Nut­zer muss die auf­ge­führ­ten In­hal­te ei­gen­ver­ant­wort­lich prü­fen und an die tat­säch­li­chen Ge­ge­ben­hei­ten an­pas­sen.

Weder die Re­dak­ti­on des Leh­rer­fort­bil­dungs­ser­vers noch die Au­to­rin­nen und Au­to­ren der ver­öf­fent­lich­ten Ex­pe­ri­men­te über­neh­men jeg­li­che Haf­tung für di­rek­te oder in­di­rek­te Schä­den, die durch ex­ak­ten, ver­än­der­ten oder feh­ler­haf­ten Nach­bau und/oder Durch­füh­rung der Ex­pe­ri­men­te ent­ste­hen. Wei­ter­füh­ren­de In­for­ma­tio­nen er­hal­ten Sie unter www.​gef​ahrs​toff​e-​schu­le-​bw.​de

Prak­ti­kum: Wie funk­tio­niert eine Brenn­stoff­zel­le?

Ge­rä­te und Che­mi­ka­li­en
Netz­ge­rät
Span­nungs­mess­ge­rät
Ka­bel­ma­te­ri­al und zwei Kro­ko­dil­klem­men
Be­cher­glas 250 ml (hohe Form)
2 Ra­sier­scher­blatt­fo­li­en
Ka­li­lau­ge(c = 0,1 mol×L -1 )

Durch­füh­rung   

Gefahrensymbole

Vor­be­rei­tung :
  • In ein Be­cher­glas (250 mL, hohe Form) wird etwa 4 cm hoch
    Ka­li­lau­ge (c = 0,1 mol·L -1 ) ein­ge­füllt.
  • In die Ka­li­lau­ge wer­den zwei Ra­sier­scher­blatt­fo­li­en ge­taucht, die über Kro­ko­dil­klem­men mit Ka­beln ver­bun­den sind. Durch einen Gum­mi­stop­fen am Boden des Be­cher­gla­ses wird ver­hin­dert, dass die Fo­li­en sich be­rüh­ren.
    Ach­tung: Die Kro­ko­dil­klem­men dür­fen nicht in die Lö­sung ein­tau­chen. Ggf. muss we­ni­ger Ka­li­lau­ge ver­wen­det wer­den.
  Ar­beits­schrit­te:
  1. „Be­la­den“ Sie die Elek­tro­den mit Was­ser­stoff und Sau­er­stoff etwa 1 min lang durch Elek­tro­ly­se. Re­geln Sie dazu die Span­nung am Netz­ge­rät vor­sich­tig so­weit auf, bis eine deut­li­che, aber nicht über­mä­ßi­ge Gasent­wick­lung an bei­den Elek­tro­den statt­fin­det.
  2. Mes­sen Sie nach Ab­schluss der Elek­tro­ly­se die Zell­span­nung der Brenn­stoff­zel­le.
  3. Heben Sie die Scherfo­li­en aus der Lö­sung und schüt­teln Sie vor­sich­tig. Sen­ken Sie die Fo­li­en wie­der ein und mes­sen Sie er­neut die Zell­span­nung.
  4. Ver­su­chen Sie nach noch­ma­li­gem Elek­tro­ly­sie­ren, mit der Brenn­stoff­zel­le einen Leicht­lauf­mo­tor zu be­trei­ben.
Aus­wer­tung:

Über­neh­men Sie die Über­schrift ins Heft und fer­ti­gen Sie zwei be­schrif­te­te Ver­suchs­skiz­zen an, die

  1. die Vor­gän­ge beim „Be­la­den“ der Brenn­stoff­zel­le und
  2. die Vor­gän­ge beim Be­trieb der Brenn­stoff­zel­le

dar­stel­len.
No­tie­ren Sie für a) die La­de­span­nung, für b) die er­mit­tel­te Zell­span­nung und Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen für die an den ein­zel­nen Elek­tro­den ab­lau­fen­den Re­ak­tio­nen.

Über­le­gen Sie, wie man den Ver­suchs­auf­bau ver­än­dern muss, wenn man die Brenn­stoff­zel­le kon­ti­nu­ier­lich be­trei­ben möch­te, ohne stän­dig wie­der elek­tro­ly­sie­ren zu müs­sen. Fer­ti­gen Sie eine Skiz­ze an. (Hin­weis: Er­in­nern Sie sich an den Auf­bau einer Stan­dard­was­ser­stoff­halb­zel­le!)

Low­Cost-Brenn­stoff­zel­le: Her­un­ter­la­den [doc] [113 KB]

Low­Cost-Brenn­stoff­zel­le: Her­un­ter­la­den [pdf] [101 KB]