一種教學用燃料電池演示裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種教學用燃料電池演示裝置，包括第一端板(1)、第二端板(2)、第一導電片(3)、第二導電片(4)、電極片(5)和雙頭螺栓(7)，所述的第一端板(1)、第一導電片(3)、電極片(5)、第二導電片(4)及第二端板(2)依次設置，并通過雙頭螺栓(7)固定連接。與現有技術相比，本實用新型具有結構簡單、使用壽命長、實用性強、外形美觀等優點。
【專利說明】
一種教學用燃料電池演示裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種教學用裝置，尤其是涉及一種教學用燃料電池演示裝置。
【背景技術】
[0002]燃料電池是一種電化學裝置，其組成與一般電池相同。其單體電池是由正負兩個電極(負極即燃料電極和正極即氧化劑電極)以及電解質組成。不同的是一般電池的活性物質貯存在電池內部，因此，限制了電池容量。而燃料電池的正、負極本身不包含活性物質，只是個催化轉換元件。因此燃料電池是名符其實的把化學能轉化為電能的能量轉換機器。電池工作時，燃料和氧化劑由外部供給，進行反應。原則上只要反應物不斷輸入，反應產物不斷排除，燃料電池就能連續地發電。氫-氧燃料電池的工作原理如下。
[0003]負極:H2—2H++2e_
[0004]正極:l/202+H++2e^H20
[0005]電池反應:H2+1/202==H20
[0006]由于燃料電池的比能量高、環境友好、兼容可再生能源等特點，得到了全球各國政府、企業及研究團體的極大重視。美、日、歐等發達國家持續加強對燃料電池領域的支持，相關技術不斷突破，車用質子膜燃料電池已經開始商用。
[0007]國內外的學校為了普及燃料電池的相關知識，紛紛采購燃料電池的教學用品用于學生的實驗。目前，國內外市場上的燃料電池裝置都難以拆分，這樣不利于學生對模塊各個部件的了解和動手能力的提尚。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種結構簡單、使用壽命長、實用性強、外形美觀的教學用燃料電池演示裝置。
[0009]本實用新型的目的可以通過以下技術方案來實現:一種教學用燃料電池演示裝置，包括第一端板、第二端板、第一導電片、第二導電片、電極片和雙頭螺栓，所述的第一端板、第一導電片、電極片、第二導電片及第二端板依次設置，并通過雙頭螺栓固定連接。
[0010]所述的第一端板和第二端板內側均設有多個用于夾緊第一導電片、電極片和第二導電片的定位柱。
[0011]所述的第一端板和第二端板的內側邊緣均設有相互匹配的凹槽和凸起，當所述的第一端板和第二端板相互壓合時，所述的凸起卡在所述的凹槽內。
[0012]所述的第一端板和第二端板外側均設有用于插入所述的雙頭螺栓的螺孔。
[0013]所述的第一端板和第二端板上均設有4個螺孔，所述的4個螺孔構成正方形。
[0014]所述的第一端板和第二端板內側開有用于涂密封膠的密封槽。
[0015]所述的電極片由兩片碳紙夾上膜片電極，并通過密封邊框密封形成，所述的碳紙面積小于或等于所述的膜片電極的面積。
[0016]所述的第一導電片和第二導電片均為由不銹鋼或鈦或鎳制成的導電片，所述的第一導電片上設有第一香蕉插座，所述的第二導電片上設有第二香蕉插座，所述的第一導電片和第二導電片上均設有多個用于通氣體和液體的孔洞。
[0017]所述的第一端板和第二端板上均設有用于通氣體和液體的通孔。
[0018]該裝置在所述的第一端板和第二端板壓合后，底部的長為35.4±5mm，寬為20土5mm ο
[0019]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:
[0020](I)本實用新型通過第一端板和第二端板將第一導電片、第二導電片及電極片固定在內，并通過螺栓固定，所有組件均可拆卸，便于組裝與維修，并且也利于學生對模塊各個部件的了解和動手能力的提尚;
[0021](2)第一端板和第二端板上設有定位柱，用于夾緊第一導電片、電極片和第二導電片，使得該裝置在組裝后，結構更穩定；
[0022](3)第一端板和第二端板上設有相互匹配的凸起和凹槽，使得第一端板和第二端板在壓合后，不會發生移位，結構更穩定；
[0023](4)電極片用密封框密封，有效防止雜物進入；
[0024](5)根據教學需要，本實用新型的膜電極可以更換為發電電極、電解水電極和一體化電極，用于發電和電解水的演示實驗，無需更換其他部件，節省成本，使用方便；
[0025](6)本實用新型結構簡單、使用方便、實用性強。
【附圖說明】
[0026]圖1為本申請一種教學用燃料電池演示裝置的爆炸圖；
[0027]圖2為本申請一種教學用燃料電池演示裝置各部件的主視圖；
[0028]圖3為第一導電片的結構示意圖；
[0029]圖4為第二導電片的結構示意圖；
[0030]圖5為電極片的結構不意圖；
[0031 ]圖6為第一端板的結構示意圖；
[0032]圖中標識為:I第一端板，101凹槽，2第二端板，201凸起，3第一導電片，301第一香蕉插座，4第二導電片，401第二香蕉插座，5電極片，501膜片電極，502碳紙，503密封邊框，6定位柱，7雙頭螺栓，8螺帽，9螺孔。
【具體實施方式】
[0033]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0034]實施例1
[0035]如圖1一2所示，一種教學用燃料電池演示裝置，包括第一端板1、第二端板2、第一導電片3、第二導電片4、電極片5和雙頭螺栓7，第一端板1、第一導電片3、電極片5、第二導電片4及第二端板2依次設置，第一端板1(如圖6所示)和第二端板2外側均設有4個用于插入雙頭螺栓7的螺孔9，4個螺孔9構成正方形，雙頭螺栓7通過螺孔9插入，兩頭用螺帽8旋緊，將第一端板1、第一導電片3、電極片5、第二導電片4及第二端板2連接固定。如圖5所示，電極片5由兩片碳紙502夾上膜片電極501，并通過密封邊框503密封形成，碳紙502面積小于膜片電極501的面積。
[0036]如圖3和圖4所示，第一導電片3和第二導電片4均由表面帶防腐涂層的不銹鋼制成，其上均設有多個用于通氣體和液體的孔洞，第一導電片3上設有第一香蕉插座301，第二導電片4上設有第二香蕉插座401。
[0037]第一端板I和第二端板2內側開有用于涂密封膠的密封槽。第一端板I和第二端板2內側均設有多個定位柱6，用于夾緊第一導電片3、電極片5和第二導電片4，使得該裝置在組裝后，結構更穩定。第一端板I和第二端板2上設有用于實驗時通氣體和液體的通孔。
[0038]第一端板I和第二端板2的內側邊緣均設有相互匹配的凹槽101和凸起201，當所述的第一端板I和第二端板2相互壓合時，所述的凸起201卡在所述的凹槽101內。
[0039]本實施例中，第一導電片3上設有延伸出第一端板I外的第一延伸端，第一延伸端上設有第一香蕉插座301，第二導電片4上設有延伸出第二端板2外的第二延伸端，第二延伸端上設有第一香蕉插座301。
[0040]組裝時，第一步，先組裝電極片5，將膜片電極501置于兩片碳紙502中間，四周涂膠，然后置于兩個密封邊框503中間(本實施例所用密封邊框503為硅橡膠)，用玻璃壓制固化，并裁剪成合適的尺寸。
[0041]第二步，將第一導電片3和第二導電片4分別置于第一端板I和第二端板2內側，并在第一端板I和第二端板2的密封槽內涂上密封膠。
[0042]第三步，將第一步組裝好的電極片5置于第一端板I與第二端板2之間，注意電極的極性，然后將第一端板I與第二端板2壓合，將4只雙頭螺栓7插入螺孔9內并進一步通過螺母8及墊片進行固定，保證雙頭螺栓7受力均勻，裝配好后，檢查是否串氣，測試發電電極性能否滿足使用需求。裝配好后，該演示裝置的底部長為30.4_，寬為15_。
[0043]使用時，設定第一端板I側為正極，第二端板2側為負極，做發電實驗時，電極片5中的膜電極501采用發電電極，從第二端板2的通孔處通入氫氣，從第一端板I的通孔處通入氧氣，則將負載的正負極分別接在第一香蕉插座301和第二香蕉插座401上，即可取電。
[0044]做電解水實驗時，電極片中的膜電極501采用電解水電極，在第一端板I和第二端板2的通孔處通入純凈水或去離子水，第一香蕉插座301和第二香蕉插座401上分別接上外接電源的正極和負極，外接電源的電壓為1.5V-5V，此時，在第一端板I側產生氧氣，第二端板2側產生氫氣。
[0045]電極片中的膜電極501采用一體化電極時(該電極即可以發電又可以電解水)，既可做發電實驗也可做電解水實驗，用法同上。
[0046]在教學演示時，可將本實用新型拆卸，以便學生了解各組件的連接，更好的理解燃料電池的原理，實用性強。
[0047]實施例2
[0048]本實施例中，第一端板I和第二端板2壓合后，第一香蕉插座301和第二香蕉插座401通過第一端板I和第二端板2上的開孔引出接線。碳紙502面積等于膜片電極501的面積。其余同實施例1。
[0049]實施例3
[0050]本實施例中，密封邊框503為氟娃膠，第一導電片3和第二導電片4均由鈦制成，其余同實施例1。
[0051 ] 實施例4
[0052]本實施例中，第一導電片3和第二導電片4均由鎳制成，其余同實施例1。
[0053]實施例5
[0054]本實施例中，裝配好后，該演示裝置的底部長為35.4mm，寬為20mm，第一導電片3和第二導電片4均由鈦制成，其余同實施例1。
[0055]實施例6
[0056]本實施例中，裝配好后，該演示裝置的底部長為40.4mm，寬為25mm，其余同實施例1o
【主權項】
1.一種教學用燃料電池演示裝置，其特征在于，包括第一端板(I)、第二端板(2)、第一導電片(3)、第二導電片(4)、電極片(5)和雙頭螺栓(7)，所述的第一端板(I)、第一導電片(3)、電極片(5)、第二導電片(4)及第二端板(2)依次設置，并通過雙頭螺栓(7)固定連接。2.根據權利要求1所述的一種教學用燃料電池演示裝置，其特征在于，所述的第一端板(I)和第二端板(2)內側均設有多個用于夾緊第一導電片(3)、電極片(5)和第二導電片(4)的定位柱(6)。3.根據權利要求1所述的一種教學用燃料電池演示裝置，其特征在于，所述的第一端板(I)和第二端板(2)的內側邊緣均設有相互匹配的凹槽(101)和凸起(201)，當所述的第一端板(I)和第二端板(2)相互壓合時，所述的凸起(201)卡在所述的凹槽(101)內。4.根據權利要求1所述的一種教學用燃料電池演示裝置，其特征在于，所述的第一端板(I)和第二端板(2)外側均設有用于插入所述的雙頭螺栓(7)的螺孔(9)。5.根據權利要求4所述的一種教學用燃料電池演示裝置，其特征在于，所述的第一端板(I)和第二端板(2)上均設有4個螺孔(9)，所述的4個螺孔(9)構成正方形。6.根據權利要求1所述的一種教學用燃料電池演示裝置，其特征在于，所述的第一端板(I)和第二端板(2)內側開有用于涂密封膠的密封槽。7.根據權利要求1所述的一種教學用燃料電池演示裝置，其特征在于，所述的電極片(5)由兩片碳紙(502)夾上膜片電極(501)，并通過密封邊框(503)密封形成，所述的碳紙(502)面積小于或等于所述的膜片電極(501)的面積。8.根據權利要求1所述的一種教學用燃料電池演示裝置，其特征在于，所述的第一導電片(3)和第二導電片(4)均為由不銹鋼或鈦或鎳制成的導電片，所述的第一導電片(3)上設有第一香蕉插座(301)，所述的第二導電片(4)上設有第二香蕉插座(401)，所述的第一導電片(3)和第二導電片(4)上均設有多個用于通氣體和液體的孔洞。9.根據權利要求1所述的一種教學用燃料電池演示裝置，其特征在于，所述的第一端板(I)和第二端板(2)上均設有用于通氣體和液體的通孔。10.根據權利要求1所述的一種教學用燃料電池演示裝置，其特征在于，該裝置在所述的第一端板(I)和第二端板(2)壓合后，底部的長為35.4±5mm，寬為20±5mm。
【文檔編號】G09B23/24GK205451635SQ201521075643
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月22日
【發明人】董輝, 鮑軍輝
【申請人】北京中創攀業新能源科技有限公司