学生科研课题展板设计

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1、第29届湖北省青少年科技创新大赛（中学生科技创新项目）项目编号CH143001•设计背景探究与创新是我们高屮生学习和生活的主旋律。在科学社会实践活动中，我选择了燃料电池这一热点课题作为探究的方向，主要想探讨氢氧燃料电池的工作原理、影响因素、构造设计、环境保护等问题。•基本原理利用电解法在两极上分别产生盘气和氧气，然后使用蛍气和氧气在燃料电池中发生氧化还原反应而形成电流，电流流经外电路使电器工作。•优化设计研究发现，前人设计的简易氢氧燃料电池（图A）虽然结构简单，但是产生的电压偏低，只能达到1.5V左右，放电效果不理想。我对传统的设计思路进行了改进，优化了燃料电池的结构，提高了

2、电池的放电电压，增强了电池的放电效果。设计中，主要探讨氢氧燃料电池放电电压与电解质溶液浓度、电极间距离、电极吸附面积的关系。探究发现，只要选择合适浓度的电解质溶液，合适规格的电极以及间距，就能够有效的提高燃料电池的工作电压。我选择电解质溶液为2moI/L的NazSCU溶液；两极间距离尽可能接近（两极间用带孔薄塑料板隔开，接近零）；使用大石墨电极（规格为2.5cmx16cnv使用前要灼烧、淬火，以增大其吸附面积），设计了简易氢氧燃料电池实验装置（图B）,其放电电压可到达3.0伏左右，放电实验效果很好。•设计特点构思巧妙：利用电解原理产生的H2和02作为氢氧燃料电池的电极反应物，

3、融电解池与原电池于一体，有利于启发同学们的思维，加强对比分析，突出了对重难点的理解和掌握。方法科学：充分考虑了影响燃料电池电压的主要因素，突出三个方面设计，即用“高浓度”（增大电解质溶液的浓度）来增强溶液导电性，用“大容量”（大电极，吸附面积大）来扩充电池的能量，用“短距离”（尽量缩短两电极间的距离）来减小电池的内阻。达到了大幅升压的效果。贴近生活：该设计突出了绿色化学的环保理念，宣讲了清洁能源的时代主题。操作简单：该装置取材于生活，结构简单，原理清晰，操作方便。效果显著：该电池输出电压可以达到3.0伏，比一般自制氢氧燃料电池1.5伏的电压要高很多。•推广使用该作品集教学、科

4、研、科普于一身，有很大的推广价值。(1)用于氢氧燃料电池原理的教学和研究，形象、直观。(2)用于燃料电池的制作研究，可以作为学生科研活动的课题，有很大的科研价值。(3)宣讲坏境保护，提倡绿色化学。(4)可作为科学技术宣传教育的素材，已经制作成教具在教学中推广使用。•实验剪影•设计简介发光二极管发光二极管小石英钟简易氢氧燃料电池的优化设计图A：基本设计操作：实验前S1和S2均断开。先闭合S1,接通直流电源（6伏），两电极分别产生比和02,当两电极产生明显气泡时（电解时间大约3分钟），再断开S1,闭合S2,发光二极管发光（下同）。图优化设计主要特点：结构简单，操作方便，放电电压高

5、，实验效果显著，用途广泛。图C：后续设计主要特点：在两支电极上各套一个底端开口的小饮料瓶，便于收集气体。节省气体，绿色坏保。