本實驗包適用於高級中學至大專院校學生綜合科學實驗。我們可提供教師講義、學生實驗（包括英文）教材。本器材由專業人員批量生產，優惠供應。
本實驗通過進行氫/氧（空）質子交換膜燃料電池（Proton exchange membrane fuel cell，PEMFC）關鍵部件膜電療組件( Membrane electrode assembly, MEA)的制備和單電池組裝及實際運行演示一體化（all-in-one）燃料電池發電系統，使學生全麵瞭解燃料電池的基本原理和制作過程及使用方法。具體內容如下。
1．制備氫氧質子交換膜燃料電池的膜電療組件（MEA）。膜電療組件是燃料電池的核心部分，一般由三部分組成：陽極，陰極和質子交換膜。其中陽極和陰極主要由納米鉑顆粒負載在高比表麵碳粉（即Pt/C催化劑）上構成，分別是氫氣發生氧化和氧氣（純氧或者來源於空氣中的氧）發生還原的反應場所。質子交換膜是固體電解質，起陰陽極隔離和質子傳導的作用，在燃料電池工作過程中將氫氣氧化產生的質子傳遞到陰極參加氧還原反應。本實驗采用直接塗刷法制備膜電療，即將已經配好的催化劑漿料均勻塗抹在已處理好的質子交換膜兩側，構成三合一膜電療組件結構。
2．制作燃料電池。對於一個完整的燃料電池來講，除瞭膜電療之外還有其他主要部件，如氣體擴散層/碳紙，集流板，密封墊和端板。氣體擴散層的作用是使陽極的氫氣和陰極的氧氣均勻分散到陽極和陰極，從而得到均勻分佈的電流，排出反應生成的水。氣體擴散層一般由合適比例的聚四氟乙烯制備在導電的碳紙或碳佈上，形成憎水層，亦可在上麵再施加整平層。本實驗采用已做好氣體擴散層的碳紙，省略瞭整平層。集流板起收集電流的作用，與外電路連接。本實驗使用不銹鋼片作為集流板，連接負載構成回路。因為在本實驗中的反應物均為氣體，所以在電池安裝中需要加密封墊以防氣體泄漏。端板起固定電池的作用，同時也為氣體的導入和產物排放提供通道（流場）。
3．安裝一體化（all-in-one）燃料電池發電系統，即制氫、電池和負載三合一的系統。在此一體化發電系統中采用先進的水活化制氫技術（另有說明），現場制氫供給燃料電池發電，其中的燃料電池即為上步制作的燃料電池單堆，帶動小型電風扇負載轉動。這種水活化制氫技術安全，簡便。隻需將一定量復合材料倒入水中，馬上產生氫氣，供給本實驗所制備的燃料電池單堆發電驅動風扇轉動。
本實驗是新能源技術的一個實驗范例，涉及電化學、催化化學的基本原理及碳材料、聚合物離子導電材料、無機納米材料的應用。同時，還包括瞭制氫技術和器件集成技術，高度綜合瞭物理、化學和工程技術知識。作為一個高度綜合的實驗，本實驗設計合理，便於實施。通過技術與趣味相結合的實驗，激發學生對於科學研究的興趣。
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