Hoe een Waterstof Fuel Cell Car Science Kit Werkzaamheden

! Welke betere manier om kinderen en tieners geïnteresseerd zijn in alternatieve energie en natuurkunde dan met een waterstof-brandstofcel auto wetenschap kit ? Niet alleen zal uw toekomstige wetenschapper plezier het opbouwen van het leren hoe we energie kunnen putten uit waterstof , maar ze krijgen een hands-on werken waterstofauto bouwproject. Zullen ze eindigen steeds een van de toekomstige wetenschappers die helpen om waterstof een levensvatbare energiebron te maken? Met behulp van een apparaat genaamd een PEM brandstofcel , zoals die verkocht door Science Winkel de sterren , kan de chemische energie van waterstof worden omgezet in elektrische energie die we gebruiken . PEM betekent Membraa en is vergelijkbaar met een batterij die ook zet chemische energie in elektrische energie . Echter, een batterij heeft een vaste hoeveelheid chemicaliën erin en een waterstof-brandstofcel kan continu hebben waterstof en zuurstof aan toegevoegd betekent dat er geen opladen of het weg te gooien ! De PEM gaat terug tot 1839 toen Engels natuurkundige William Robert Grove eerst demonstreerde zijn "gas voltaïsche batterij . " Zijn experimenten de weg vrijgemaakt voor de PEM-brandstofcel voor het eerst ontwikkeld in de jaren 1960 door General Electric , die elektrische energie en drinkwater aan boord van de Gemini ruimtevaartuig voorzien . Waterstof is een groot open veld van de wetenschap zo veel alternatieven voor de huidige benzine- model van voertuigen worden onderzocht en geëxperimenteerd . We consumeren conventionele aardolie gebaseerde brandstoffen 100.000 keer sneller dan ze worden ter beschikking gesteld , het verhogen van vele vragen over hoe lang onze conventionele energievoorziening zal duren. China , en mogelijk ook India , zal binnenkort overtreffen de Verenigde Staten in de energiebehoefte betekent haalbare energie-alternatieven zal nog belangrijker worden . Kan waterstof zijn de toekomst? Maar voordat je te enthousiast , zijn er nog vele hindernissen te springen voordat waterstof auto's worden mainstream . Veel van de beste wetenschappers en ingenieurs over de hele wereld zijn in een race om een ​​aantal van commercialisering en technische problemen met waterstof brandstofcellen en de meeste autofabrikanten , waaronder Toyota , Ford , Honda en GM zijn al onderzoek naar de mogelijkheden van deze ongelooflijke bron van overwinnen energie . De brandstofcel in een waterstof-brandstofcel Car kit is hetzelfde proces dat wordt gebruikt door personenauto waterstof auto's die beschikbaar zal zijn voor ons om te kopen in de nabije toekomst. Met een waterstof /elektrische hybride auto , zoals de Toyota Highlander SUV , zou je hoofd voor de dichtstbijzijnde waterstoftankstation en vul de tank met waterstofgas ( H2 ) op ongeveer 10.000 pond per vierkante inch . Als je rijdt rond , worden de elektrische batterijen opgeladen door de waterstof /zuurstof chemisch proces en regeneratieve breken ( huidige gas /elektrische hybriden dit ook gebruiken ) om de batterijen op te laden . De auto zelf draait eigenlijk op een elektrische motor . Als een zaak van de feiten, zijn er momenteel waterstof bussen op de weg in een aantal belangrijke cities.So hoe werkt een waterstof-brandstofcel werkt ? De Fuel Cell Car kits bevatten een omkeerbare PEM-brandstofcel wat betekent Proton Exchange Membrane . Omkeerbaar , kan de brandstofcel zowel functioneren als elektrolyse , waterstof ( H2 ) en zuurstof ( O2 ) van water ( H2O ) , en ook als een brandstofcel (omgekeerde elektrolyseur ) de chemische energie van waterstof om te zetten in elektriciteit met bijproduct waterdamp en eerste blik heat.Let ' s bij het ​​proces van het omzetten van de waterstof ( chemische energie ) in elektriciteit om onze auto aan te drijven . Dit is het omgekeerde elektrolyse of brandstofcel . De PEM brandstofcel bestaat voornamelijk uit vier componenten , de anode ( negatieve elektrode ) , de kathode ( positieve elektrode ) , een katalysator en een elektrolyt . Waterstofgas gepompt in de anode slaat de katalysator ( een dunne laag platina ) en splitst in waterstof protonen en elektronen . Aan de andere kant van de brandstofcel , zuurstof komt de kathode . Ingeklemd tussen de anode en de kathode is een dun membraan van elektrolytisch die eruitziet als plastic omslag je zou vinden in uw keuken . Het laat de positief geladen protonen doorlaat van de anode naar de kathode maar blokkeert de negatief geladen elektronen die worden gedwongen te stromen door een extern circuit om elektrische stroom te vormen . Wanneer de elektrische stroom terugkeert van het werk , zoals het voeden van een elektrische motor Daarbij reageert met zuurstof en waterstofionen aan de kathode om water en warmte te vormen . ! Dat betekent geen smogvormende emissies of broeikasgassen Laten we nu eens kijken naar de elektrolyseerinrichting - het proces van het breken van water ( H2O ) in waterstof ( H2 ) en zuurstof ( O2 ) . Wanneer een chemische stof wordt aangebracht op water , de lading breekt de chemische binding tussen waterstof en zuurstof en zorgt voor geladen deeltjes ionen genoemd . In dit geval , positief geladen waterstofionen en negatief geladen ionen worden gevormd . Een elektrolyt , ook wel een elektrolytische geleider , is een geleidend medium waarin de stroom wordt vergezeld door de beweging van materie in de vorm van ionen . Elektrolyseapparaat heeft 2 elektroden waar de ionen te vormen. Een elektrode , genaamd de anode positief geladen , en trekt de negatief geladen zuurstof ionen . De andere elektrode wordt de kathode en trekt de positief geladen waterstofionen . Maar om de banden van water breken vereist energy.What maakt Waterstof zo aantrekkelijk ? Zoals eerder vermeld , het product door alleen water , zodat er geen koolstof of andere emissies naar het milieu. Het is niet giftig , schoon in het gebruik en heeft veel meer energie per eenheid gewicht dan enig ander element bekend . Het is ook de minst complexe en meest voorkomende element van ons zichtbare heelal , zodat we weten dat we niet opraken elk moment snel ! En waterstof op een dag de macht niet alleen onze huizen , maar zelfs kleine elektronische apparaten . De limieten zijn alleen in onze minds.What zijn de nadelen ? Het grote nadeel van waterstof aangedreven voertuigen is de energie die nodig is om de waterstof te maken. Hoewel het een auto dan draait puur op waterstof niet uitzendt eventuele verontreiniging , de waterstof je net gekocht om uw tank te vullen moest worden gemaakt met behulp van elektriciteit in een bepaalde vorm. Als een kolen , olie of gas-installatie gemaakt van de energie, dan koolmonoxide werd opgericht om de waterstof te maken. Ineens uw " groene " auto is niet zo schoon , is het? Als u gebruik maakt van een waterstof /benzine hybride , zou je minder gas te gebruiken , maar je zou nog steeds met behulp van gas. Ook, PEM brandstofcellen niet veel energie te creëren . Om voldoende energie aandrijven van een auto te krijgen , bijvoorbeeld , een ingenieur honderden brandstofcellen elkaar stapelen in een reeks . Dit betekent een meer ingewikkeld systeem met meer manieren om iets te breken . En hoeveel bent u bereid te betalen voor een waterstof- auto? Omdat de technologie is zo nieuw en waterstofauto's worden niet in massa geproduceerde , zal de prijs alleen te veel voor de gemiddelde Amerikaan veroorloven , in ieder geval in de nabije toekomst. Beschikbaarheid van tankstations is een andere kwestie . Het zal zeer kostbaar waterstof tankstations installeren in dezelfde mate als hebben wij benzinestations . Momenteel is de makkelijkste plaatsen om een ​​waterstoftankstation vinden is in Orange County , Californië , Westchester County , New York of Washington , DC Travel meer dan honderd of zo mijl buiten deze gebieden en je kan krijgen gestrand . Dit zijn slechts enkele van de kwesties die nog moeten worden opgelost door een toekomstige scientist.What ontwikkelingen moeten er worden gemaakt ? Plenty ! Auto bedrijven zijn op zoek naar het creëren van waterstof zonder koolstofuitstoot bronnen zoals kolencentrales . Zonne-energie is een van de overwegingen wordt onderzocht . Echter , zonnepanelen zijn momenteel niet erg efficiënt ( een andere grote wetenschappelijke vakgebied ) , maar zou een schone, hernieuwbare bron van energie om de waterstof te produceren als het goedkoop en efficiënt kan worden gedaan zijn. Er is veel vooruitgang gemaakt worden in de brandstofcel ontwerp zelf . Honda een opgelost probleem eenvoudig door heroriëntatie de positie van de brandstofcel . Traditioneel werden brandstofcellen geplaatst vlak liggen onder de vloer van de auto die het water ontstaan ​​als bedoeld bijproduct moest agressief worden gepompt uit de brandstofcel met meer energie . Honda's FCX waterstofauto heeft een verticaal georiënteerd brandstofcel , waardoor de zwaartekracht om een groot deel van het werk doen en energie te besparen . Was dat niet een geweldig idee? De omvang en de efficiëntie van de waterstof motoren is een ander gebied waar toekomstige verbeteringen belangrijk zal zijn , evenals betere manieren om af te koelen de engine.As je kunt zien zijn er vele mogelijkheden in de wetenschap gebied van waterstof-brandstofcel ontwikkeling , en het is een zeer interessant onderwerp . Hoewel sommige van deze klinkt misschien ingewikkeld , wordt het veel gemakkelijker te begrijpen wanneer je het bouwen , hands-on , de werkelijke Fuel Cell Car model . Waterstof Fuel Cell Car kits zijn populair voor kinderen vanaf ongeveer vanaf 10 jaar en zijn grote wetenschap eerlijke projecten . Zelfs veel volwassenen vinden ze fascinerend en ze zijn een fantastische manier om te participeren in een project met uw kind . ! En of ze de volgende grote wetenschapper of niet , het is gewoon een leuke manier om wetenschap te leren
Door: BamaCat