一种教学用燃料电池演示装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种教学用燃料电池演示装置，包括第一端板(1)、第二端板(2)、第一导电片(3)、第二导电片(4)、电极片(5)和双头螺栓(7)，所述的第一端板(1)、第一导电片(3)、电极片(5)、第二导电片(4)及第二端板(2)依次设置，并通过双头螺栓(7)固定连接。与现有技术相比，本实用新型具有结构简单、使用寿命长、实用性强、外形美观等优点。
【专利说明】
一种教学用燃料电池演示装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种教学用装置，尤其是涉及一种教学用燃料电池演示装置。
【背景技术】
[0002]燃料电池是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极(负极即燃料电极和正极即氧化剂电极)以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部，因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。因此燃料电池是名符其实的把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除，燃料电池就能连续地发电。氢-氧燃料电池的工作原理如下。
[0003]负极:H2—2H++2e_
[0004]正极:l/202+H++2e^H20
[0005]电池反应:H2+1/202==H20
[0006]由于燃料电池的比能量高、环境友好、兼容可再生能源等特点，得到了全球各国政府、企业及研究团体的极大重视。美、日、欧等发达国家持续加强对燃料电池领域的支持，相关技术不断突破，车用质子膜燃料电池已经开始商用。
[0007]国内外的学校为了普及燃料电池的相关知识，纷纷采购燃料电池的教学用品用于学生的实验。目前，国内外市场上的燃料电池装置都难以拆分，这样不利于学生对模块各个部件的了解和动手能力的提尚。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、使用寿命长、实用性强、外形美观的教学用燃料电池演示装置。
[0009]本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现:一种教学用燃料电池演示装置，包括第一端板、第二端板、第一导电片、第二导电片、电极片和双头螺栓，所述的第一端板、第一导电片、电极片、第二导电片及第二端板依次设置，并通过双头螺栓固定连接。
[0010]所述的第一端板和第二端板内侧均设有多个用于夹紧第一导电片、电极片和第二导电片的定位柱。
[0011]所述的第一端板和第二端板的内侧边缘均设有相互匹配的凹槽和凸起，当所述的第一端板和第二端板相互压合时，所述的凸起卡在所述的凹槽内。
[0012]所述的第一端板和第二端板外侧均设有用于插入所述的双头螺栓的螺孔。
[0013]所述的第一端板和第二端板上均设有4个螺孔，所述的4个螺孔构成正方形。
[0014]所述的第一端板和第二端板内侧开有用于涂密封胶的密封槽。
[0015]所述的电极片由两片碳纸夹上膜片电极，并通过密封边框密封形成，所述的碳纸面积小于或等于所述的膜片电极的面积。
[0016]所述的第一导电片和第二导电片均为由不锈钢或钛或镍制成的导电片，所述的第一导电片上设有第一香蕉插座，所述的第二导电片上设有第二香蕉插座，所述的第一导电片和第二导电片上均设有多个用于通气体和液体的孔洞。
[0017]所述的第一端板和第二端板上均设有用于通气体和液体的通孔。
[0018]该装置在所述的第一端板和第二端板压合后，底部的长为35.4±5mm，宽为20土5mm ο
[0019]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0020](I)本实用新型通过第一端板和第二端板将第一导电片、第二导电片及电极片固定在内，并通过螺栓固定，所有组件均可拆卸，便于组装与维修，并且也利于学生对模块各个部件的了解和动手能力的提尚;
[0021](2)第一端板和第二端板上设有定位柱，用于夹紧第一导电片、电极片和第二导电片，使得该装置在组装后，结构更稳定；
[0022](3)第一端板和第二端板上设有相互匹配的凸起和凹槽，使得第一端板和第二端板在压合后，不会发生移位，结构更稳定；
[0023](4)电极片用密封框密封，有效防止杂物进入；
[0024](5)根据教学需要，本实用新型的膜电极可以更换为发电电极、电解水电极和一体化电极，用于发电和电解水的演示实验，无需更换其他部件，节省成本，使用方便；
[0025](6)本实用新型结构简单、使用方便、实用性强。
【附图说明】
[0026]图1为本申请一种教学用燃料电池演示装置的爆炸图；
[0027]图2为本申请一种教学用燃料电池演示装置各部件的主视图；
[0028]图3为第一导电片的结构示意图；
[0029]图4为第二导电片的结构示意图；
[0030]图5为电极片的结构不意图；
[0031 ]图6为第一端板的结构示意图；
[0032]图中标识为:I第一端板，101凹槽，2第二端板，201凸起，3第一导电片，301第一香蕉插座，4第二导电片，401第二香蕉插座，5电极片，501膜片电极，502碳纸，503密封边框，6定位柱，7双头螺栓，8螺帽，9螺孔。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
[0034]实施例1
[0035]如图1一2所示，一种教学用燃料电池演示装置，包括第一端板1、第二端板2、第一导电片3、第二导电片4、电极片5和双头螺栓7，第一端板1、第一导电片3、电极片5、第二导电片4及第二端板2依次设置，第一端板1(如图6所示)和第二端板2外侧均设有4个用于插入双头螺栓7的螺孔9，4个螺孔9构成正方形，双头螺栓7通过螺孔9插入，两头用螺帽8旋紧，将第一端板1、第一导电片3、电极片5、第二导电片4及第二端板2连接固定。如图5所示，电极片5由两片碳纸502夹上膜片电极501，并通过密封边框503密封形成，碳纸502面积小于膜片电极501的面积。
[0036]如图3和图4所示，第一导电片3和第二导电片4均由表面带防腐涂层的不锈钢制成，其上均设有多个用于通气体和液体的孔洞，第一导电片3上设有第一香蕉插座301，第二导电片4上设有第二香蕉插座401。
[0037]第一端板I和第二端板2内侧开有用于涂密封胶的密封槽。第一端板I和第二端板2内侧均设有多个定位柱6，用于夹紧第一导电片3、电极片5和第二导电片4，使得该装置在组装后，结构更稳定。第一端板I和第二端板2上设有用于实验时通气体和液体的通孔。
[0038]第一端板I和第二端板2的内侧边缘均设有相互匹配的凹槽101和凸起201，当所述的第一端板I和第二端板2相互压合时，所述的凸起201卡在所述的凹槽101内。
[0039]本实施例中，第一导电片3上设有延伸出第一端板I外的第一延伸端，第一延伸端上设有第一香蕉插座301，第二导电片4上设有延伸出第二端板2外的第二延伸端，第二延伸端上设有第一香蕉插座301。
[0040]组装时，第一步，先组装电极片5，将膜片电极501置于两片碳纸502中间，四周涂胶，然后置于两个密封边框503中间(本实施例所用密封边框503为硅橡胶)，用玻璃压制固化，并裁剪成合适的尺寸。
[0041]第二步，将第一导电片3和第二导电片4分别置于第一端板I和第二端板2内侧，并在第一端板I和第二端板2的密封槽内涂上密封胶。
[0042]第三步，将第一步组装好的电极片5置于第一端板I与第二端板2之间，注意电极的极性，然后将第一端板I与第二端板2压合，将4只双头螺栓7插入螺孔9内并进一步通过螺母8及垫片进行固定，保证双头螺栓7受力均匀，装配好后，检查是否串气，测试发电电极性能否满足使用需求。装配好后，该演示装置的底部长为30.4_，宽为15_。
[0043]使用时，设定第一端板I侧为正极，第二端板2侧为负极，做发电实验时，电极片5中的膜电极501采用发电电极，从第二端板2的通孔处通入氢气，从第一端板I的通孔处通入氧气，则将负载的正负极分别接在第一香蕉插座301和第二香蕉插座401上，即可取电。
[0044]做电解水实验时，电极片中的膜电极501采用电解水电极，在第一端板I和第二端板2的通孔处通入纯净水或去离子水，第一香蕉插座301和第二香蕉插座401上分别接上外接电源的正极和负极，外接电源的电压为1.5V-5V，此时，在第一端板I侧产生氧气，第二端板2侧产生氢气。
[0045]电极片中的膜电极501采用一体化电极时(该电极即可以发电又可以电解水)，既可做发电实验也可做电解水实验，用法同上。
[0046]在教学演示时，可将本实用新型拆卸，以便学生了解各组件的连接，更好的理解燃料电池的原理，实用性强。
[0047]实施例2
[0048]本实施例中，第一端板I和第二端板2压合后，第一香蕉插座301和第二香蕉插座401通过第一端板I和第二端板2上的开孔引出接线。碳纸502面积等于膜片电极501的面积。其余同实施例1。
[0049]实施例3
[0050]本实施例中，密封边框503为氟娃胶，第一导电片3和第二导电片4均由钛制成，其余同实施例1。
[0051 ] 实施例4
[0052]本实施例中，第一导电片3和第二导电片4均由镍制成，其余同实施例1。
[0053]实施例5
[0054]本实施例中，装配好后，该演示装置的底部长为35.4mm，宽为20mm，第一导电片3和第二导电片4均由钛制成，其余同实施例1。
[0055]实施例6
[0056]本实施例中，装配好后，该演示装置的底部长为40.4mm，宽为25mm，其余同实施例1o
【主权项】
1.一种教学用燃料电池演示装置，其特征在于，包括第一端板(I)、第二端板(2)、第一导电片(3)、第二导电片(4)、电极片(5)和双头螺栓(7)，所述的第一端板(I)、第一导电片(3)、电极片(5)、第二导电片(4)及第二端板(2)依次设置，并通过双头螺栓(7)固定连接。2.根据权利要求1所述的一种教学用燃料电池演示装置，其特征在于，所述的第一端板(I)和第二端板(2)内侧均设有多个用于夹紧第一导电片(3)、电极片(5)和第二导电片(4)的定位柱(6)。3.根据权利要求1所述的一种教学用燃料电池演示装置，其特征在于，所述的第一端板(I)和第二端板(2)的内侧边缘均设有相互匹配的凹槽(101)和凸起(201)，当所述的第一端板(I)和第二端板(2)相互压合时，所述的凸起(201)卡在所述的凹槽(101)内。4.根据权利要求1所述的一种教学用燃料电池演示装置，其特征在于，所述的第一端板(I)和第二端板(2)外侧均设有用于插入所述的双头螺栓(7)的螺孔(9)。5.根据权利要求4所述的一种教学用燃料电池演示装置，其特征在于，所述的第一端板(I)和第二端板(2)上均设有4个螺孔(9)，所述的4个螺孔(9)构成正方形。6.根据权利要求1所述的一种教学用燃料电池演示装置，其特征在于，所述的第一端板(I)和第二端板(2)内侧开有用于涂密封胶的密封槽。7.根据权利要求1所述的一种教学用燃料电池演示装置，其特征在于，所述的电极片(5)由两片碳纸(502)夹上膜片电极(501)，并通过密封边框(503)密封形成，所述的碳纸(502)面积小于或等于所述的膜片电极(501)的面积。8.根据权利要求1所述的一种教学用燃料电池演示装置，其特征在于，所述的第一导电片(3)和第二导电片(4)均为由不锈钢或钛或镍制成的导电片，所述的第一导电片(3)上设有第一香蕉插座(301)，所述的第二导电片(4)上设有第二香蕉插座(401)，所述的第一导电片(3)和第二导电片(4)上均设有多个用于通气体和液体的孔洞。9.根据权利要求1所述的一种教学用燃料电池演示装置，其特征在于，所述的第一端板(I)和第二端板(2)上均设有用于通气体和液体的通孔。10.根据权利要求1所述的一种教学用燃料电池演示装置，其特征在于，该装置在所述的第一端板(I)和第二端板(2)压合后，底部的长为35.4±5mm，宽为20±5mm。
【文档编号】G09B23/24GK205451635SQ201521075643
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月22日
【发明人】董辉, 鲍军辉
【申请人】北京中创攀业新能源科技有限公司