氢氧燃料电池实验装置
一、概述
本装置将氢气、质子交换膜燃料电池、气体流量压力检测仪表,以及各种负载系统、电量测量仪表等元件,组成一套功能全面、运行安全、可操作性强的燃料电池实验装置。采用功率220W的燃料电池,整套系统无需市电既可正常工作。考虑到氢氧燃料电池主要应用于汽车驱动,本装置增加蓄电池联合供电及控制保护系统。
二、装置特点
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输入电源:AC220V±10% 50Hz
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工作环境:环境温度-5℃~+40℃ 相对湿度20%~85%(25℃)
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装置容量:<200VA
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采用工业标准防爆器件,安全可靠
三、基本配置及功能
(一)气源部分
由氢气罐、减压阀、稳压阀、压力表、气体流量计组成:
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氢气罐:装有40L高压高纯氢气可供电池长时间工作,出厂前已经过检漏测试,防止氢气泄漏
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稳压阀:为燃料电池专配,具有防爆功能和对燃料电池保护作用
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压力表:可检测燃料电池入口处的氢气的压力
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流量计:采用高精度小流量气体传感器,具有防爆功能和数码显示。具有测量瞬时流量、累计流量功能
(二)质子交换膜燃料电池
此部分为气-电转换的核心,将氢气送到负极,经过催化剂的作用,氢原子中两个电子被分离出来,这两个电子在正极的吸引下,经外部电路产生电流,失去电子的氢离子(质子)可穿过质子交换膜(即固体电解质),在正极与氧原子和电子重新结合为水。由于氧从空气中获得,只要不断给负极供应氢,并及时把水(蒸汽)排出,燃料电池就可以不断地提供电能。
额定功率:220W;额定电压:24V;额定电流:9.2A。
(三)电气部分
面板配有直流数字电压、电流,方便测量各种电参数,有多个实验模拟负载,各类负载都可单独供电。
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DC-AC逆变器:可将24V直流电逆变成220V交流电
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DC-DC变换器:通过斩波控制进行直流调压
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装饰灯:额定电压交流220V,采用逆变器供电
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直流电机:为24V减速电机,可实现调速和正反转控制
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LED照明灯:两只24V LED照明灯并联,可直接用燃料电池供电也可用DC-DC变换器变换后的电压供电,可实现调光功能
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蓄电池:24V、60AH铅酸蓄电池
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可调电阻:由燃料电池供电,用于特性实验
四、实验项目
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质子交换膜燃料电池工作原理与特性测试
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质子交换膜燃料电池应用
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燃料电池与蓄电池联合供电
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势能负载反充电
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燃料电池供电系统控制与保护(含低气压保护)