一种氢能源小车教学演示系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种氢能源小车教学演示系统，包括制氢系统、制氧系统和质子交换膜燃料电池系统，所述制氢系统和制氧系统与质子交换膜燃料电池系统相连，为质子交换膜燃料电池系统提供氢原料和氧原料，所述制氢系统和制氧系统结构相同，均包括反应瓶、双通瓶盖和导气管，本实用新型专利技术结构科学合理，使用安全方便，通过制氢系统和制氧系统，演示制氢原理和制氧原理，并配合质子交换膜燃料电池作用，演示氢能发电原理的，操作简单，能够直观进行系统教学演示，普及氢能源知识，提高学生学习兴趣，进而提高教学效率，且通过三通接头和压力表的可检测试验过程中气压情况，避免压强过大发生危险，使用更加安全可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种氢能源小车教学演示系统
本技术涉及教学演示
，具体为一种氢能源小车教学演示系统。
技术介绍
人类的生存离不开能源和能源应用技术，而人类目前广泛使用的能源如石油、煤炭、天然气，是不可再生能源，存储量有限，随着经济的发展，人类面临能源短缺和环境污染双重问题；因此，开发利用可再生、环境友好型新能源迫在眉睫。氢能源以其来源广泛、环境友好、高效等特征受到人们的青睐。开发利用氢能源能解决经济发展、能源短缺和环境污之间的问题。由于氢气和氧气在制取和存储过程中，会在相应的容器中产生压力，目前公开的相关专利没有相应的安全措施，存在一定的风险，目前相应的教学演示系统结构单一，操作复杂，不能够直观系统的展示氢能源利用的环节，所以急需一种氢能源小车教学演示系统来解决上述问题。
技术实现思路
本技术提供一种氢能源小车教学演示系统，通过制氢系统和制氧系统，演示制氢原理和制氧原理，并配合质子交换膜燃料电池作用，演示氢能发电原理的，操作简单，且能够直观进行系统教学演示，普及氢能源知识，提高学生学习兴趣，进而提高教学效率。为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种氢能源小车教学演示系统，包括制氢系统、制氧系统和质子交换膜燃料电池系统，所述制氢系统和制氧系统与质子交换膜燃料电池系统相连，为质子交换膜燃料电池系统提供氢原料和氧原料；所述制氢系统和制氧系统结构相同，均包括反应瓶、双通瓶盖和导气管，反应瓶瓶口塞入双通瓶盖，所述双通瓶盖一通口连接阀门、所述双通瓶盖另一通口安装与三通接头，所述三通接头一接口与导气管相连，所述三通接头另一接头安装有阀门，所述三通接头与导气管连接处安装有压力表；所述质子交换膜燃料电池系统包括质子交换膜燃料电池和测试模块，所述制氢系统的导气管与质子交换膜燃料电池的氢气进口相连，所述制氧系统的导气管与质子交换膜燃料电池的氧气进口相连。优选的，所述反应瓶包括内反应瓶和外密封瓶，内反应瓶位于外密封瓶内部，且均与双通瓶盖密封连接，所述导气管穿过双通瓶盖与内反应瓶相连。优选的，所述内反应瓶为棕色窄口玻璃瓶，所述外密封瓶为广口透明塑料瓶。优选的，所述制氢系统的内反应瓶内部放置有硼氢化钠和硼酸的混合物。优选的，所述制氧系统的内反应瓶内部放置有过碳酸钠和二氧化锰的混合物。优选的，所述质子交换膜燃料电池包括螺杆，夹板、氢气进口、氧气进口、电极板、膜电极、阳极接线柱和阴极接线柱，两个夹板之间通过螺杆穿过连接形成外框架，且所述螺杆端部通过螺母锁紧，两个电极板对称分布在外框架内部，且两个所述电极板之间设有膜电极，氢气进口与一个所述电极板相连，所述电极板与阳极接线柱相连，形成阳极反应区，氧气进口与一个所述电极板相连，所述电极板与阴极接线柱相连，形成阴极反应区。优选的，所述质子交换膜燃料电池还包括氢气出口和氧气出口，氢气出口与阳极反应区连通，释放多余的氢气，氧气出口与阴极反应区连通，释放多余氧气。优选的，所述测试模块包括行程开关、旋转电机和LED灯，LED灯和旋转电机均通过电线与质子交换膜燃料电池的阳极接线柱和阴极接线柱相连形成闭合回路，且所述LED灯和旋转电机并联设置。优选的，所述双通瓶盖上的阀门插入有注射器。与现有技术相比，本技术的有益效果：本技术结构科学合理，使用安全方便，通过制氢系统和制氧系统，演示制氢原理和制氧原理，并配合质子交换膜燃料电池作用，演示氢能发电原理的，操作简单，能够直观进行系统教学演示，普及氢能源知识，提高学生学习兴趣，进而提高教学效率，且通过三通接头和压力表的可检测试验过程中气压情况，避免压强过大发生危险，使用更加安全可靠。附图说明附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：图1是本技术氢能源小车教学演示系统的结构示意图；图2是本技术质子交换膜燃料电池系统(PEMFC)的结构示意图；图中标号：1、反应瓶；101、内反应瓶；102、外密封瓶；2、双通瓶盖；3、导气管；4、阀门；5、三通接头；6、压力表；7、质子交换膜燃料电池；701、螺杆；702、夹板；703、氢气进口；704、氧气进口；705、电极板；706、膜电极；707、阳极接线柱；708、阴极接线柱；709、氢气出口；710、氧气出口；8、测试模块；801、行程开关；802、旋转电机；803、LED灯；9、注射器。具体实施方式以下结合附图对本技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本技术，并不用于限定本技术。实施例：如图1所示，一种氢能源小车教学演示系统，包括制氢系统、制氧系统和质子交换膜燃料电池系统，制氢系统和制氧系统与质子交换膜燃料电池系统相连，为质子交换膜燃料电池系统提供氢原料和氧原料；制氢系统和制氧系统结构相同，均包括反应瓶1、双通瓶盖2和导气管3，反应瓶1瓶口塞入双通瓶盖2，双通瓶盖2一通口连接阀门4、双通瓶盖2另一通口安装与三通接头5，三通接头5一接口与导气管3相连，三通接头5另一接头安装有阀门4，三通接头5与导气管3连接处安装有压力表6，其中，本实施例中，阀门4采用弹簧式安全阀，额定压力为0.2-0.4mpa，三通接头5为黄铜材料，压力表6量程为100-150psi；质子交换膜燃料电池系统包括质子交换膜燃料电池7(PEMFC)和测试模块8，制氢系统的导气管3与质子交换膜燃料电池7的氢气进口703相连，制氧系统的导气管3与质子交换膜燃料电池7的氧气进口704相连。如图1所示，反应瓶1包括内反应瓶101和外密封瓶102，内反应瓶101位于外密封瓶102内部，且均与双通瓶盖2密封连接，导气管3穿过双通瓶盖2与内反应瓶101相连，内反应瓶101为棕色窄口玻璃瓶，外密封瓶102为广口透明塑料瓶，且本实施例中，采用容量为200-300ml的内反应瓶101，容量为500～600ml的外密封瓶102，双通瓶盖2内部设有橡胶密封圈，使的双通瓶盖2与内反应瓶101和外密封瓶102的瓶口连接更加紧密，提高装置的密封性。优选的，双通瓶盖2上的阀门4插入有注射器9，通过注射器9可向内反应瓶101内部注入液体，本实施中，通过注射器9吸入一定量的水，打开阀门4，插入注射器9，将水注入内反应瓶101内部，并立即关闭阀门4；其中，在制氢系统中，制氢系统的内反应瓶101内部放置有硼氢化钠和硼酸的混合物；制氢系统反应为：在这里，硼酸(H3BO3)的作用是作为催化剂催化硼氢化钠(NaBH4)与水(H2O)反应生成氢气，反应结束后并不消耗硼酸。在制氧系统中，制氧系统的内反应瓶101内部放置有过碳酸钠和二氧化锰的混合物；制氧系统反应为：在这里，二氧化锰(MnO2)的作用是作为催化剂催化过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)中的H2O2分解生成水(H2O)和氧气(O本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氢能源小车教学演示系统，包括制氢系统、制氧系统和质子交换膜燃料电池系统，所述制氢系统和制氧系统与质子交换膜燃料电池系统相连，为质子交换膜燃料电池系统提供氢原料和氧原料，其特征在于：/n所述制氢系统和制氧系统结构相同，均包括反应瓶(1)、双通瓶盖(2)和导气管(3)，反应瓶(1)瓶口塞入双通瓶盖(2)，所述双通瓶盖(2)一通口连接阀门(4)、所述双通瓶盖(2)另一通口安装与三通接头(5)，所述三通接头(5)一接口与导气管(3)相连，所述三通接头(5)另一接头安装有阀门(4)，所述三通接头(5)与导气管(3)连接处安装有压力表(6)；/n所述质子交换膜燃料电池系统包括质子交换膜燃料电池(7)和测试模块(8)，所述制氢系统的导气管(3)与质子交换膜燃料电池(7)的氢气进口(703)相连，所述制氧系统的导气管(3)与质子交换膜燃料电池(7)的氧气进口(704)相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种氢能源小车教学演示系统，包括制氢系统、制氧系统和质子交换膜燃料电池系统，所述制氢系统和制氧系统与质子交换膜燃料电池系统相连，为质子交换膜燃料电池系统提供氢原料和氧原料，其特征在于：
所述制氢系统和制氧系统结构相同，均包括反应瓶(1)、双通瓶盖(2)和导气管(3)，反应瓶(1)瓶口塞入双通瓶盖(2)，所述双通瓶盖(2)一通口连接阀门(4)、所述双通瓶盖(2)另一通口安装与三通接头(5)，所述三通接头(5)一接口与导气管(3)相连，所述三通接头(5)另一接头安装有阀门(4)，所述三通接头(5)与导气管(3)连接处安装有压力表(6)；
所述质子交换膜燃料电池系统包括质子交换膜燃料电池(7)和测试模块(8)，所述制氢系统的导气管(3)与质子交换膜燃料电池(7)的氢气进口(703)相连，所述制氧系统的导气管(3)与质子交换膜燃料电池(7)的氧气进口(704)相连。


2.根据权利要求1所述的一种氢能源小车教学演示系统，其特征在于：所述反应瓶(1)包括内反应瓶(101)和外密封瓶(102)，内反应瓶(101)位于外密封瓶(102)内部，且均与双通瓶盖(2)密封连接，所述导气管(3)穿过双通瓶盖(2)与内反应瓶(101)相连。


3.根据权利要求2所述的一种氢能源小车教学演示系统，其特征在于：所述内反应瓶(101)为棕色窄口玻璃瓶，所述外密封瓶(102)为广口透明塑料瓶。


4.根据权利要求1-3任一项所述的一种氢能源小车教学演示系统，其特征在于：所述制氢系统的内反应瓶(101)内部放置有硼氢化钠和硼酸的混合物。


5.根据权利要求1-3任一项所述的一种氢能源小车教学演示系统，其特征在于：所述制氧系统的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：王清政，赵单清，粟子恒，刘海，李亮，李婷婷，景波，赵志刚，高生平，李会，王明，
申请(专利权)人：南京工业大学浦江学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32