Versuch: Brennstoffzelle im Zweikammersystem

Vor dem Experimentieren unbedingt die Sicherheitshinweise lesen!

Geräte
Zweikammersystem, 2 aktivierte Pt-Elektroden, 2 Gaseinleitungsrohre mit ausgezogener Spitze, Verbindungskabel, Voltmeter, Amperemeter, Schiebewiderstand (10 kOhm).

Chemikalien
Nafion® 350 Kationenaustauschermembran, H2SO4 (c = 0,25 mol/l) als Elektrolytlösung, Wasserstoff (F+), Luft oder Sauerstoff (O).

Aufbau
Die Apparatur wird gemäß der Abb. aufgebaut:

Die Nafion®-Ionenaustauschermembran sollte vor dem Einbau 24 Std. in destilliertem Wasser aktiviert werden.

Durchführung
Zum Einstellen des Gleichgewichtes wird der Gasstrom zunächst an beiden Elektroden auf ca. drei Blasen pro Sekunde eingestellt. Nach einigen Minuten kann der Gasstrom reduziert werden (Luft auf ca. zwei Blasen pro Sekunde, Wasserstoff auf eine Blase pro 5-10 Sekunden). Um eine hohe Klemmenspannung zu erreichen, ist eine Reduktion des Gasstroms notwendig, da die Gasblasen die Elektrodenreaktion stören. Nach ca. 15-20 min ist eine Spannung von ca. 1 V erreicht.
Dann wird der Zelle Strom entnommen. Zunächst muss hierfür der Gasstrom an beiden Elektroden auf die anfänglichen drei Blasen pro Sekunde gesteigert werden. Mit dem Schiebewiderstand wird jeweils in Schritten von 0,05 oder 0,1 mA ein Strom eingestellt. Nach ca. 1 min (oder nach Einstellen einer konstanten Spannung) wird die Spannung abgelesen.

Hintergründe zum Experiment


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Letzte Überarbeitung: 08. Februar 2005, Dagmar Wiechoczek