LowCost-Brennstoffzelle
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.gefahrstoffe-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
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:
- „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.
- Messen Sie nach Abschluss der Elektrolyse die Zellspannung der Brennstoffzelle.
- Heben Sie die Scherfolien aus der Lösung und schütteln Sie vorsichtig. Senken Sie die Folien wieder ein und messen Sie erneut die Zellspannung.
- 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
- die Vorgänge beim „Beladen“ der Brennstoffzelle und
- 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!)
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