科学手工小制作
来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/04 09:35:59
写步骤
题,达到环保和废物循环再用的目的。
【创新点】
实验的过程中,发现必须先以高温使铝罐表面的聚合物保护层氧化,然后刮除,才能让铝层暴露于混合电解液中,作为电池负极性使用。
作品简介
由于地球面临能源危机,因此我们希望在了解电化学中的燃料电池的原理,以家居废物代替燃油发电,研制一枚符合环保理念的电池。
1.迷你燃料电池的探究
此电他使用醇作燃料、氧气为氧化剂、氢氧化钠为电解液,化学作用如下:
正极:O2+2H2O+4e-→4OH-
负极:RCH2OH+2OH-→RCHO+2H2O+2e-
以不同的醇作研究,结果显示乙醇是最高效的燃料。
将2,4-二硝基苯肼加入放电后的电池的混合溶液,结果产生出橙色的沉淀物,证实醇在放电时被氧化生成醛。
2.铅笔及铝罐发电
以迷你燃料电池的运作原理为依据,基于多次实验结果和环保的考虑,选定以铅笔及汽水铝罐为电池的电极。
铝罐内层表面的聚合物保护层先经高温氧化后刮除。利用胶带把数枝削掉木质外层的铅笔芯黏合成块状,再以导电黏合剂涂上弃置干电池里的炭粉。除了可以增强笔芯的导电能力外,像迷你燃料电池一样炭粉中的氧化锰(IV)亦能催化正极反应。
以不同浓度的氢氧化钠和氯化钠混合溶液作电解液进行实验,利用数据收集仪记录了电压的变化。
在考虑过安全及所能产生的电流大小后,选定了0.1 M氢氧化钠和1M氯化钠作混合电解液以达到最佳效能,两电极的反应如下:
炭正极:2H2O+2e- →H2+2OH-
铝负极:Al+4OH-→[Al(OH)4]-+3e-
其后,我们不断改善它的没计及缩小电池体积以提高电流及实用性,结果发现:先将铝罐片卷成卷状作阳极,接上数铅笔芯作阴极,并以弃置的塑料盒盛载混合电解液,便制成动作成本只须¥0.23的电池,它产生的1.46伏特电压的0.23安培电流,足以供闹钟等微