Anleitung DE - H-Tec
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1. WASSERSTOFF UND BRENNSTOFFZELLENTECHNOLOGIE h tec Aufbauanleitungen und Experimentiervorlagen TUTORIAL Student Set amp TUTORIAL Teacher Set h tec ee mama Allgemeine Sicherheitshinweise Die Ger te d rfen nur von einer sachkundigen Person in Betrieb genom men und betrieben werden ACHTUNG Nicht geeignet f r Kinder unter 12 ahren Die Bedienungsanleitung ist vor Inbetriebnahme zu lesen zu beachten und nachschlagebereit zu halten Das Ger t darf nur mit daf r vorgesehenen h tec Solarmodulen h tec Solar Module Basic Art Nr 2086 Solar Module Tutorial Art Nr A113 Solar Module Tutorial Double Art Nr A118 oder h tec Steckernetzteilen h tec PowerSupply Art Nr 2033 betrieben werden Tragen Sie eine Schutzbrille Ger te und Gase sind au erhalb der Reichweite kleiner Kinder aufzube wahren und zu betreiben Steckernetzteile sind kein Spielzeug Ger t vor der Reinigung mit Fl ssigkeiten vom Steckernetzteil bzw dem Solarmodul trennen Anschlussklemmen d rfen soweit nicht anders angegeben nicht verpolt oder kurzgeschlossen werden Die Ger te d rfen nicht leer betrieben werden Achten Sie immer auf eine ausreichende Wassermenge in den Ger ten Beachten Sie Fullhohen Markierungen f r Wasserst nde Entfernen Sie brennbare Gase D mpfe oder Fl ssigkeiten aus dem Umkreis von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren Die enthaltenen katalytischen Stoffe k nnen eine Selbstentz2. m 1x Direkt Methanol Brennstoffzelle m 1x Pipette m 1x Ventilator m 2x Verbindungskabel 2 mm ggf 2x Adapter m 1x Grundplatte von 2 mm auf 4 mm Sicherheitsstecker 1x Methanoll sung 33 h tec eee wwwh tec com Aufbau Einrichtung Betrieb 1 Setzen Sie die Methanol Zelle und den Ventilator wie skizziert auf die Grundplatte 2 Verbinden Sie den Ventilator mit Hilfe der Verbindungskabel mit den Anschl ssen an der DMFC Zelle Abb 8 1 Achten Sie dabei auf die Polung rot schwarz 3 Entfernen Sie vor Inbetriebnahme den Aufkleber Remove before use auf der Oberseite der Zelle Die beiden ffnungen auf der Oberseite dienen zum Bef llen und Entl ften der Zelle Bei trockener Zelle die folgenden Punkte berspringen und mit Punkt 6 fortfahren 4 Um Wasser aus der Zelle zu entfernen halten Sie die Zelle so dass die ffnungen bereinander liegen 5 Dr cken Sie Luft aus der Pipette in die obere ffnung Das Wasser flie t durch die untere ffnung heraus Abb 8 2 Benutzen Sie dabei ein saugfahiges Einwegtuch und beachten Sie die Allgemeinen Sicher heitshinweise 6 Ziehen Sie die Pipette mit 3 iger Methanoll sung auf und bef llen Sie damit die Zelle durch eine der oberen ffnungen Die Luft entweicht durch die andere ffnung Abb 8 3 7 Nach ca f nf Minuten liefert die Zelle eine elektrische Leistung Sie arbeitet nun f r ca drei Stunden Bei ausgetrockneter Zelle kann die Anlau
3. Solar Wasserstoffsystem mit reversibler Brennstoffzelle H Luft Versuch 8 Direkt Methanol Brennstoffzelle Versuch 9 Zerlegbare Brennstoffzelle Verwendung der magnetischen Wandhalter Technische Daten Fehlerquellen Wartung h tec Ihre Aufsichtspflicht Diese Bedienungsanleitung ist f r die verantwortliche Aufsichtsperson bestimmt m Lesen Sie die Bedienungsanleitung vor Gebrauch befolgen Sie den Inhalt und halten Sie die Anleitung nachschlagebereit m Befassen Sie sich insbesondere mit den allgemeinen Sicherheitshinweisen m Dieses Produkt ist nur unter Anleitung der verantwortlichen Aufsichtsperson in Betrieb zu nehmen und zu betreiben Ziel Einleitung Der prognostizierte Klimawandel kombiniert mit dem weltweit steigenden Energiebedarf und den r ck l ufigen Ressourcen an Kohle l und Gas machen die Erschlie ung neuer Energiequellen zu einer der Hauptaufgaben des 21 ahrhunderts Eine besondere Bedeutung kommt dabei der Wasserstofftechno logie zu Mit Hilfe von Brennstoffzellen l sst sich aus Wasserstoff und Sauerstoff direkt Strom erzeugen Das einzige Abfallprodukt Wasser Mit Hilfe von Strom der beispielsweise aus Solarzellen gewonnen wird kann der ben tigte Wasserstoff wiederum direkt aus Wasser durch Spaltung in Wasserstoff und Sauerstoff erzeugt werden Das zugrunde liegende Prinzip nennt sich Elektrolyse Gemeinsam bilden beide Verfahren den solaren Wasserstoffkreislauf Die im vorliegenden
4. beiden Schlauchklemmen Es kommt nun zum Druckausgleich so dass beide Speicher zur H lfte gef llt sind Abb 5 6 8 Verschlie en Sie die beiden Schlauchklemmen wieder und trennen sie die Schl uche voneinander Das Fahrzeug ist nun betriebsbereit Achten Sie darauf dass der St psel auf der Sauerstoffseite der Brennstoffzelle ge ffnet ist Speicher entleeren 1 Zum Entleeren der Speicher nehmen sie den Speicher und die Zelle von der Grundplatte bzw dem Chassis und gie en das Wasser in ein Auffanggefak 22 www h tec com h tec Versuch 6 Solar Wasserstoffsystem mit reversibler Brennstoffzelle H 0 bersicht Ziel des Versuchs ist es zuerst im Elektrolysemodus der reversiblen Brenn stoffzelle Sauerstoff und Wasserstoff zu erzeugen die Gase zu speichern und danach im Brennstoffzellenmodus die gespeicherte chemische Energie wieder in Strom zur ckzuwandeln Der elektrische Verbraucher dient der Veranschaulichung Aufbaudauer ca 5 Minuten Versuchsl nge ca 10 Minuten Versuche aus dem Begleitbuch m Zersetzung von Wasser unter Betrachtung des entstehenden Wasserstoff Strom Spannungs Kennlinie und Leistungskurve der PEM Brennstofizelle und Sauerstoff Gasvolumens 2 1 2 5 m Strom Spannungs Kennlinie Leistungskurve und Wirkungsgrad des m Energetischer und faradayscher Wirkungsgrad der PEM Brennstoffzelle Solarmoduls 2 2 2 6 m Strom Spannungs Kennlinie des PEM Elektrolyse
5. unbedingt die Sicherheitshinweise Verwendung der Experimentiervorlagen Alle Bauteile sind mit Magneten versehen Werden die Experimentiervorlagen auf die im Ordner befindliche Metallplatte gelegt l sst sich der Aufbau der Experimente sicher und problemlos realisieren Setzen Sie dazu die jeweiligen Bauteile auf die daf r gekennzeichneten Stellen der Experimentiervorlagen 2 wwwh tec com www h tec com Inhalt des Koffers PEMFC Kit DMFC Ausgleichs Gasspeicher beh lter 25 Brennstoff zellenseite Elektrolys eseite femjena a W oe aah m a n one oo oe iaip 1x Reversible Brennstoffzelle RFC H O Luft Art Nr R103 1x Elektrolyseur Electrolyser Cell5 Art Nr E103 1x Zerlegbare Brennstoffzelle PEMFC Kit Art Nr 1919 1x Direkt Methanol Brennstoffzelle DMFC Art Nr 2115 nur im Teacher Set enthalten 2x Gasspeicher Storage 30 Art Nr A103 Die Gasspeicher sind mit einer Skala am Tank selbst sowie zwei F llstandsmarkierungen am Ausgleichsbeh lter versehen Bei Verwendung der Gasspeicher im reversiblen Betrieb Elek trolysemodus und Brennstoffzellenmodus Versuche 6 und 7 verwenden Sie die obere 1x Solarmodul Solar Module Tutorial Art Nr A113 1x Ventilator Fan Tutorial Art Nr A105 1x Grundplatte Experimentation Plate Art Nr A111 Markierung Die untere Markierung ist aus schlie lich f r den Brennstoffzellenbetrieb Versuc
6. ziehen Sie die Muttern zun chst fingerfest an 9 Ziehen Sie die Muttern abwechselnd immer ein St ck max Umdrehung fester an bis der Abstand zwischen den Plexiglasplatten 4 0 mm betr gt Achtung Zu starkes Anziehen kann zu Besch digungen an den Elektroden f hren Wir empfehlen den Abstand mit einem Messschieber zu kontrollieren Sollte kein Messschieber oder ein hnliches Messwerkzeug vorhanden sein so ziehen Sie bitte die Muttern 2 mal etwa Y Umdrehung an 10 Schrauben Sie die Anschlussstutzen in die vier ffnungen der Geh useplatten 38 wwwh tec com U109 90 Y MMM 39 9 9Z JOJsuuaug e eqba 197 6 YINSIIA h tec wwwh tec com Verwendung der magnetischen Wandhalter Verbraucher reversible Brennstoffzelle Gasspeicher ues Gasspeicher 0 H Elektrolyseur Solarmodul Die Versuche 3 Solar Wasserstoffsystem H 0 und 4 Solar Wasserstoff system H Luft k nnen zu Demonstrationszwecken auch senkrecht an einer Metalltafel aufgebaut werden Verwenden Sie hierzu die magnetischen Versuch 3 Wandhalter Beispielhafte Aufbauten entnehmen Sie den nebenstehenden Abbildungen Solarmodul Speicher H O Elektrolyseur Gasspeicher H reversible Verbraucher Brennstoffzelle Versuch 4 41 h tec Technische Daten Tutorial Student Set T
7. 102 Elektrolyseur Reversible Brennstoffzelle Elektrolysemodus Brennstoffzellenmodus H 0 Modus H Luft Modus Gasspeicher Solarmodul Batteriehalter Steckernetzteil Verbraucher L fter Verbraucher Auto Kabell nge einzeln HxBxT Gewicht Tutorial Teacher Set T103 Elektrolyseur Reversible Brennstoffzelle Elektrolysemodus Brennstoffzellenmodus H 0 Modus H Luft Modus Zerlegbare Brennstoffzelle H 0 Modus H Luft Modus Direkt Methanol Brennstoffzelle Leistung Gasspeicher Solarmodul Batteriehalter Steckernetzteil Verbraucher L fter Verbraucher Auto Kabell nge einzeln HxBxT Gewicht 42 5 cm min H 2 5 cm min O 1 16 W 5 cm min H 2 5 cm min O 1 16 W 300 mW 100 mW 30 cm H 30 cm O 2 0 V 600 mA 4 5 VDC 0 8 A 1 2 A 10 mW 150 mW 250 mm 140 x 450 x 380 mm 3 5 kg 5 cm min H 2 5 cm min O 1 16 W 5 cm min H 2 5 cm min O 1 16 W 300 mW 100 mW 600 mW 200 mW 10 mW 30 cm H 30 cm O 2 0 V 600 mA 4 5 VDC 0 8 A 1 2A 10 mW 150 mW 250 mm 140 x 450 x 380 mm 3 9 kg wwwh tec com i h t CC Fehlerguellen Die reversible Brennstoffzelle hat im Brennstoffzellenmodus nur eine geringe Leistung Ursache m Die Zelle wurde sehr lange oder zu trocken gelagert Eine Zelle mit trockener Membran verliert an Leistung L sung m Den Betrieb fortsetzen Die Zelle befeuchtet sich w hren
8. 5 Befullen Sie beide Speicher bis zur unteren Markierung der Ausgleichsbehalter mit destilliertem Wasser 6 ffnen Sie nacheinander die Verschlusskappen auf beiden Seiten der Brennstoffzelle Die Luft aus den Gasspeichern Elektrolyseur und Brennstoffzelle entweicht Der Vorgang ist abgeschlossen sobald der Wasserstand in den Speichern nicht mehr sinkt Abb 3 3 Im Anschluss verschlie en Sie die unteren Anschl sse der Brennstoffzelle wieder Hinweis Achten Sie darauf dass kein Wasser in die reversible Brennstoffzelle l uft 7 Setzen Sie das Solarmodul auf die Grundplatte und verbinden Sie es mit Hilfe der Verbindungska bel mit den jeweiligen Anschl ssen am Elektrolyseur Abb 3 4 Achten Sie dabei auf die Polung rot schwarz 8 Setzen Sie den Ventilator auf die Grundplatte und verbinden Sie ihn mit Hilfe der Verbindungs kabel mit den jeweiligen Anschl ssen an der Brennstoffzelle Achten Sie dabei auf die Polung rot schwarz Gasproduktion 1 Bei ausreichender Beleuchtung des Solarmoduls beginnt der Elektrolyseur mit der Produktion von Wasserstoff und Sauerstoff im Verh ltnis 2 1 Abb 3 5 Hinweis Reicht die Beleuchtungssituation nicht aus k nnen Sie einen starken Halogenstrahler z B h tec Spotlight einsetzen oder alternativ den mitgelieferten Batteriehalter bzw das Steckernetzteil verwenden 2 Sind die Gasspeicher gef llt entweicht bersch ssiges Gas in Blasenform Inbetriebnahme d
9. Set enthaltenen Zellen k nnen beides Strom erzeugen und Wasserstoff produzieren Mit einfachen Experimenten lassen sich alle Stufen des solaren Wasserstoffkreislaufes anschaulich er kl ren Ein einfaches Prinzip das im kleinen wie im gro en Ma stab funktioniert und dabei Ressourcen schont und die Umwelt entlastet Kein Wunder also dass alle Experten der Brennstoffzellentechnologie beste Zukunftsaussichten prognostizieren In dieser Anleitung werden Aufbau Inbetriebnahme und Funktionsweise des Tutorial Student Set sowie des Tutorial Teacher Set erl utert Dar ber hinaus finden Sie zahlreiche Experimente und Vorschl ge f r den Einsatz der Ger te im Unterricht Spannende Experimente und interessante Einblicke in die Zukunft der Energieversorgung w nscht Ihnen das Team der h tec Wasserstoff Energie Systeme GmbH Bestimmungsgem e Verwendung Mit den in dieser Anleitung beschriebenen Ger ten lassen sich die Funktionsweisen von PEM Brenn stoffzellen PEM Proton Exchange Membrane Protonen Austausch Membran und PEM Elektroly seuren demonstrieren und messtechnisch erfassen Die Ger te sind ausschlie lich f r Lehr und Demonstrationszwecke entwickelt worden J ede andere Verwendung ist unzul ssig ACHTUNG In Brennstoffzellen reagieren Wasserstoff H und Sauerstoff O miteinander Bei unsachgem er Hand habung stellen diese Gase eine Gefahrenquelle dar Um Gefahren vorzubeugen beachten Sie beim Betrieb der Ger te
10. armodul m 1x Lichtquelle z B h tec Spotlight m 1x Ventilator m 2x Verbindungskabel 2 mm ggf 2x Adapter von 2 mm auf 4 mm Sicherheitsstecker m 1x Grundplatte bzw Chassis h tec EE Aufbau Einrichtung 1 Setzen Sie die Solarzelle und den Ventilator auf die Grundplatte Abb 1 1 bzw setzen Sie die Solarzelle auf das Chassis Abb 1 2 2 Verbinden Sie das Solarmodul mit Hilfe der Verbindungskabel mit den jeweiligen Anschlussen am Ventilator bzw am Motor Achten Sie dabei auf die Polung rot schwarz 3 Bei ausreichender Beleuchtung des Solarmoduls beginnt der Ventilator bzw der Motor zu laufen Hinweis Reicht die Beleuchtungssituation nicht aus k nnen Sie einen starken Halogenstrahler h tec Spotlight mit 75 W einsetzen wwwh tec com h tec www h tec com Versuch 2 Solare Wasserstofferzeugung und Speicherung aufbauend auf Versuch 1 bersicht Ziel des Versuchs ist es mit der gewonnenen elektrischen Energie den Elektrolyseur bzw die reversible Brennstoffzelle im Elektrolysemodus zu speisen Der Elektrolyseur zerlegt Wasser in die Gase Wasserstoff und Sauerstoff die jeweils in den Gastanks gespeichert werden Aufbaudauer ca 3 Minuten Versuchsl nge ca 5 15 Minuten je nachdem wie viel Gas produziert werden soll Versuche aus dem Begleitbuch m Zersetzung von Wasser unter Betrachtung des entstehenden Wasserstoff und Sauer stoff Gasvo
11. chlauch Abb 4 2 4 Setzen Sie je eine Verschlusskappe auf den unteren Anschluss an der Wasserstoffseite der Brenn stoffzelle und auf den Anschluss an der Brennstoffzellenseite des Sauerstoffspeichers 5 Befullen Sie beide Speicher bis zur unteren Markierung der Ausgleichsbeh lter mit destilliertem Wasser 6 ffnen Sie die Verschlusskappen auf dem unteren Anschluss der Brennstoffzelle und auf der Brenn stoffzellenseite des Sauerstoffspeichers Die Luft aus Speichern Elektrolyseur und Brennstoffzelle entweicht Der Vorgang ist abgeschlossen sobald der Wasserstand in den Speichern nicht mehr sinkt Abb 4 3 Anschlie end verschlie en Sie den unteren Anschluss der Brennstoffzelle sowie den Anschluss am Sauerstoffspeicher Hinweis Achten Sie darauf dass kein Wasser in die Brennstoffzelle l uft 7 Setzen Sie das Solarmodul auf die Grundplatte und verbinden Sie es mit Hilfe der Verbindungska bel mit den jeweiligen Anschl ssen am Elektrolyseur Abb 4 4 Achten Sie dabei auf die Polung rot schwarz 8 Setzen Sie den Ventilator auf die Grundplatte und verbinden Sie ihn mit Hilfe der Verbindungs kabel mit den jeweiligen Anschlussen an der Brennstoffzelle Achten Sie dabei auf die Polung rot schwarz Gasproduktion 1 Bei ausreichender Beleuchtung des Solarmoduls beginnt der Elektrolyseur mit der Produktion von Wasserstoff und Sauerstoff im Verhaltnis 2 1 Abb 4 5 Hinweis Reicht die Beleuchtungss
12. d des Betriebs und findet so langsam zur vollen Leistungsf higkeit zur ck Trotz vorhandenem Wasserstoff funktioniert der an der reversiblen Brennstoffzelle ange schlossene Verbraucher z B der Motor nicht Ursache 1 m m Brennstoffzellenbetrieb ist Wasser z B uber die Speicher in die reversible Brennstoffzelle gelangt Dies kann zu einem rapiden Leistungsabfall f hren L sung 1 m Trocknen Sie die Zelle indem Sie die Anschl sse der Brennstoffzelle ffnen und durchpusten Ursache 2 m Beim Betrieb reversibler Brennstoffzellen ist es m glich dass der vorangegangene Elektrolysemodus nicht lange genug durchgef hrt wurde so dass sich noch zu viel Wasser in der Zelle befindet L sung 2 m Trocknen Sie die Zelle indem Sie die reversible Brennstoffzelle noch einmal in den Elektrolysemodus schalten bis die Elektrolyseleistung merklich absinkt Bei angeschlossener Solarzelle wird im Elektrolyseur oder an der reversiblen Brenn stoffzelle im Elektrolysemodus kein Wasserstoff produziert Ursache m Die Lichtintensit t reicht nicht aus L sung m berpr fen Sie die Leistungsangaben der Lichtquelle Sie ben tigen ausreichend Sonnenlicht oder Halogenlampen mit fokussiertem Licht wie h tec Videolight oder h tec Spotlight Energiesparlampen Leuchtstoffr hren etc sind f r den Betrieb von Solarmodulen ungeeignet Trotz korrekten Aufbaus funktioniert der Elektrolyseur oder die reversible Brennstoff zelle im Elektrolysem
13. der Mindestabstand zu beachten Dieser betr gt zwischen h tec Solarmodulen und den h tec Leuchten Videolight 30 cm und Spotlight 50 cm Bei Verwendung von Leuchten anderer Hersteller ist der dort angegebene Mindestabstand zu beachten Die Oberfl che von Solarmodulen kann sich nach l ngerem Betrieb stark erw rmen Informieren Sie Ihre Sch ler ber m gliche Gefahren und beaufsichtigen Sie die Versuchsdurchf hrung Bei Missachtung dieser Sicherheitshinweise bernimmt h tec keine Verantwortung f r entstandene Sch den o S Keine Spannun g ltag O anlegen Haufig verwendete Abk rzungen BZ EL RFC Brennstoffzelle Elektrolyseur Reversible Fuel Cell Reversible Brennstoffzelle die auch als Elektrolyseur verwendet werden kann PEM DMFC Direct Methanol Fuel Cell Direkt Methanol Brennstoffzelle Proton Exchange Membrane Protonen Austausch Membran www h tec com Inhalt 02 02 02 02 03 05 09 13 17 21 25 29 33 37 41 42 43 dd Ihre Aufsichtspflicht Ziel Einleitung Bestimmungsgem e Verwendung Verwendung der Experimentiervorlagen Inhalt des Koffers Versuch 1 Solarenergie Versuch 2 Solare Wasserstofferzeugung und Speicherung Versuch 3 Solar Wasserstoffsystem H 0 Versuch 4 Solar Wasserstoffsystem H Luft Versuch 5 Brennstoffzellenfahrzeug und Solar Wasserstofftankstelle Versuch 6 Solar Wasserstoffsystem mit reversibler Brennstoffzelle H O Versuch 7
14. e des Spel chers mit den jeweiligen Anschl ssen des Elektrolyseurs auf der Wasserstoffseite mit zwei kurzen Schlauchen 3 Setzen Sie einen langen Schlauch auf den gt gt Anschluss an der Brennstoffzellenseite des gt m gt u Wasserstoffspeichers und verschlie en Sie i gt ihn mit einer Schlauchklemme Abb 5 1 4 Bef llen Sie den Speicher bis zur unteren Markierung des Ausgleichsbehalters mit destilliertem Wasser 5 ffnen sie die Schlauchklemme Die Luft entweicht nun aus dem Speicher und dem Elektrolyseur Der Vorgang ist abgeschlossen wenn der Wasserspiegel nicht weiter sinkt Im Anschluss verschlie en Sie die Schlauchklemme wieder Abb 5 2 6 Befeuchten Sie mit Hilfe des mitgelieferten Bef llaufsatzes die Sauerstoffseite des Elektrolyseurs indem Sie die Wasserflasche anden unteren Anschluss anschlie en und so die Zelle fluten Abb 5 3 7 Verbinden Sie das Solarmodul mit Hilfe der Verbindungskabel mit den jeweiligen Anschl ssen am Elektrolyseur Abb 5 4 Achten Sie dabei auf die Polung rot schwarz Gasproduktion 1 Bei ausreichender Beleuchtung des Solarmoduls beginnt der Elektrolyseur mit der Produktion von Wasserstoff und Sauerstoff im Verh ltnis 2 1 Hinweis Reicht die Beleuchtungssituation nicht aus k nnen Sie einen starken Halogenstrahler z B h tec Spotlight einsetzen oder alternativ den mitgelieferten Batteriehalter bzw das Steckernetzteil
15. er Brennstoffzelle 1 ffnen Sie die Verschlusskappen auf beiden Seiten der Brennstoffzelle so dass ca 10 cm der gespeicherten Gase durch die Brennstoffzelle str men k nnen In den Schl uchen und in der Brennstoffzelle verbliebene Restluft entweicht Im Anschluss setzen Sie die Verschlusskappen wieder auf 2 Aus den in der Brennstoffzelle befindlichen Gasen wird jetzt unter Bildung von Wasser Strom pro duziert Der Ventilator lauft an Hinweis Wird die Gasproduktion durch Entfernen der Spannungsquelle gestoppt produziert die Brennstoffzelle so lange Strom bis sich kein Gas mehr in den Gasspeichern befindet L uft die Gasproduktion dagegen weiter so produziert auch die Brennstoffzelle kontinuierlich Strom Speicher entleeren 1 Zum Entleeren der Speicher nehmen sie die Speicher und die Zelle von der Grundplatte und gie en das Wasser in ein Auffanggefak 14 wwwh tec com www h tec com h tec Versuch 4 Solar Wasserstoffsystem H Luft aufbauend auf Versuch 2 bersicht Ziel des Versuchs ist es aus dem gespeicherten Wasserstoff und dem Luftsauerstoff elektrische Energie zu erzeugen Der Wasserstoff wird der Brennstoffzelle zugef hrt welche die chemische Energie in Strom und W rme umwandelt Der elektrische Verbraucher dient der Veranschaulichung Aufbaudauer ca 5 Minuten Versuchsl nge ca 10 Minuten Versuche aus dem Begleitbuch
16. fftankstelle Ubersicht Ziel des Versuchs ist es Lichtenergie zur Wasserstoffherstellung zu nutzen Der Elektrolyseur bzw die reversible Brennstoffzelle im Elektrolysemodus zerlegt Wasser in die Gase Wasserstoff und Sauerstoff wobei der Wasserstoff zur sp teren Verwendung gespeichert wird Aufbaudauer ca 3 Minuten Versuchsl nge ca 5 15 Minuten abh ngig von der produzierten Gasmenge Versuche aus dem Begleitbuch m Strom Spannungs Kennlinie Leistungskurve und Wirkungsgrad des Solarmoduls 2 2 m Strom Spannungs Kennlinie des PEM Elektrolyseurs 2 3 m Energetischer und faradayscher Wirkungsgrad des PEM Elektrolyseurs 2 4 gt IE T E Gerate und Material m 1x Wasserflasche mit dest Wasser 1x Solarmodul F r den Autoaufbau ben tigen Sie weiterhin m 1x Bef llaufsatz m 1x Schutzbrille 1x Grundplatte m 1x reversible Brennstoffzelle 2x Schlauch kurz m 1x Chassis F r den Tankstellenaufbau ben tigen Sie 1x Schlauch lang mit Schlauchklemme m 1x Schlauch kurz weiterhin 2x Verbindungskabel 2 mm gaf 2x Adapter m 1x Schlauch mittel mit Schlauchklemme m 1x Elektrolyseur von 2 mm auf 4 mm Sicherheitsstecker m 2x Verschlusskappe m 1x Gasspeicher m 1x Verbindungsr hrchen m 1x Lichtquelle z B h tec Spotlight 21 h tec wwwh tec com Aufbau Tankstelle 1 Setzen Sie den Gasspeicher und den Elektro aly di yseur wie skizziert auf die Grundplatte E 2 Verbinden Sie die Elektrolyseseit
17. fzeit bis zu einer Stunde betragen 8 Wenn die Zelle keinen Strom mehr erzeugt ist das Methanol verbraucht Entfernen Sie das ver bliebene Wasser und bef llen Sie die Zelle erneut mit Methanoll sung nach den Anweisungen der Punkte 5 bis 8 Zelle entleeren 1 Nach Ende des Versuchs ziehen Sie die Pipette mit destilliertem Wasser auf 2 Halten Sie die Zelle ber einen Ausguss und bef llen die Zelle mit destilliertem Wasser Die Metha noll sung wird verdr ngt und l uft heraus 3 Soll das Modell l ngere Zeit nicht benutzt werden sp len Sie es mit destilliertem Wasser und ver schlie en Sie die obere ffnung mit dem mitgelieferten Aufkleber damit die Zelle nicht so schnell austrocknet 34 wwwh tec com E h tec Versuch 9 Zerlegbare Brennstoffzelle bersicht Ziel des Versuchs ist es eine Brennstoffzelle zu zerlegen und aus Einzel komponenten wieder zusammenzubauen um im praktischen Beispiel den inneren Aufbau nachzuvollziehen Versuchsl nge ca 10 Minuten Geh useplatten 0 Muttern und ay Scheiben E 99 Anschlussstutzen Anschlussstutzen a 2 Membran und Elektroden Innensechskant schrauben und Scheiben a A Lochbleche Gerate und Material F r den Versuch ben tigen Sie m 1x zerlegbare Brennstoffzelle m 1x Werkzeug 37 h tec U DE Demontage Die Brennstoffzelle PEMFC Kit ist komplett zerlegbar Beachten S
18. he 3 4 und 5 vorgesehen Hinweis Halten Sie sich beim Bef llen der Speicher in jedem Fall an die Aufbauanleitung h t CC IN www h tec com 1x Chassis Vehicle Plate Art Nr A107 1x Batteriehalter BatteryBox Art Nr A115 Batteriehalter 1x Steckernetzteil PowerSupply Art Nr 2033 Steckernetzteil 4x Verbindungskabel 2 mm Art Nr A130 A131 4x Adapter 2 mm auf 4 mm Sicherheits buchsen Art Nr Al22 1x Schl uche TubeSet Art Nr A121 NA rr 5x Magnetische Wandhalter Tutorial Holder Set Art Nr A127 nur im Teacher Set enthalten 6x Verschlusskappe fur Gasanschluss Art Nr A123 1x St psel zum Verschlie en des Lufteinlasses Art Nr A124 Verschlusskappe Stopsel sowie 1x Begleitbuch Brennstoffzellen im Unterricht Art Nr 2066 1x Wasserflasche 250 ml Art Nr A126 1x Schutzbrille 1x 3 ige Methanollosung und Pipette nur bei Lieferungen innerhalb Europas 4 www h tec com 7 h tec Versuch 1 Solarenergie Ubersicht Ziel des Versuchs ist es mit Hilfe des Solarmoduls Lichtenergie in elek trische Energie umzuwandeln Der elektrische Verbraucher dient der Ver anschaulichung Aufbaudauer ca 1 Minute Versuchslange ca 1 Minute Versuche aus dem Begleitbuch m Strom Spannungs Kennlinie Leistungskurve und Wirkungsgrad des Solarmoduls 12 2 Ger te und Material F r den Versuch ben tigen Sie m 1x Sol
19. her Wirkungsgrad des PEM Elektrolyseurs und Sauerstoff Gasvolumens 2 1 2 4 m Strom Spannungs Kennlinie Leistungskurve und Wirkungsgrad des o Strom Spannungs Kennlinie und Leistungskurve der PEM Brennstofizelle Solarmoduls 2 2 2 5 m Strom Spannungs Kennlinie des PEM Elektrolyseurs 2 3 zi A und faradayscher Wirkungsgrad der PEM Brennstoffzelle Gerate und Material F r den Versuch ben tigen Sie m 1x Elektrolyseur m 1x Grundplatte m 1x Lichtquelle z B h tec Spotlight m 1x reversible Brennstoffzelle m 1x Schl uche 6x kurz m 1x Schutzbrille m 2x Gasspeicher m 1x Stopsel m 4x Verbindungskabel 2 mm gaf 4x Adapter von 2 mm auf 4 mm Sicherheitsstecker m 1x Solarmodul m 2x Verschlusskappen 1x Ventilator m 1x Wasserflasche mit dest Wasser 13 Aufbau Einrichtung 1 Setzen Sie die beiden Gasspeicher und den Elektrolyseur wie skizziert auf die Grundplatte 2 Verbinden Sie die unteren und oberen Anschl sse des Elektrolyseurs mit den entsprechenden Anschl ssen auf der Elektrolyseseite der Speicher mit vier kurzen Schl uchen Abb 3 1 3 Setzen Sie die Brennstoffzelle auf die Grundplatte und verbinden Sie mit zwei kurzen Schl uchen die Anschl sse an der Brennstoffzellenseite der Gasspeicher mit den oberen Anschl ssen an der Brennstoffzelle Achten Sie darauf dass der St psel eingesetzt ist 4 Setzen Sie Verschlusskappen auf die unteren Anschl sse der Brennstoffzelle Abb 3 2
20. her entleeren 1 Zum Entleeren der Speicher nehmen sie den Speicher und die Zelle von der Grundplatte bzw dem Chassis und gie en das Wasser in ein Auffanggefak 30 www h tec com h tec Versuch 8 Direkt Methanol Brennstoffzelle bersicht Versuche aus dem Begleitbuch Ziel des Versuchs ist es mit Methanol und Luftsauerstoff elektrische Energie m Strom Spannungs Kennlinie der Direkt Methanol Brennstoffzelle 2 7 zu erzeugen Der elektrische Verbraucher dient der Veranschaulichung Aufbaudauer ca 2 Minuten Versuchsl nge ca 2 Minuten Sicherheitshinweise f r den Umgang mit Methanol m Beachten Sie die auf der Flasche aufgebrachten Gefahrenhinweise und Verhindern Sie Haut und Augenkontakt mit der Methanoll sung das zugeh rige Sicherheitsdatenblatt m Verhindern Sie eine direkte Aufnahme des Methanols durch Verschlucken m Verwenden Sie nur 3 ige Methanoll sung Gew Andere Konzen der L sung oder Einatmen der Dampfe trationen sind nicht zul ssig Erste Hilfe Ma nahmen bei Kontakt mit Methanol m Nach Hautkontakt sofort mit viel Wasser absp len m Nach Augenkontakt sofort mit viel Wasser sp len und Augenarzt konsul m Nach Verschlucken reichlich Wasser trinken und Arzt konsultieren HELEN m Bei Unwohlsein oder Unfall sofort Arzt aufsuchen und die Methanolflasche m Nach Einatmen f r Frischluft sorgen mit dem Etikett vorzeigen Ger te und Material F r den Versuch ben tigen Sie
21. hl sse wieder Hinweis Man kann den Anstieg des Wassers gut in dem M ander im Zelleninneren verfolgen Es k nnen sich Luftblasen bilden die das System st ren Lassen Sie den Vorgang laufen bis Sie keine Luftblasen mehr sehen 6 Verbinden Sie das Solarmodul mit Hilfe der Verbindungskabel mit den jeweiligen Anschl ssen an der reversiblen Brennstoffzelle Abb 6 3 Achten Sie auf die Polung rot schwarz Gasproduktion 1 Bei ausreichender Beleuchtung des Solarmoduls beginnt die reversible Brennstoffzelle mit der Produktion von Wasserstoff und Sauerstoff im Verh ltnis 2 1 Abb 6 4 Hinweis Reicht die Beleuchtungssituation nicht aus k nnen Sie einen starken Halogenstrahler z B h tec Spot light einsetzen oder alternativ den mitgelieferten Batteriehalter bzw das Steckernetzteil verwenden 2 Sind die Gasspeicher gef llt entweicht bersch ssiges Gas in Blasenform Inbetriebnahme der Brennstoffzelle 1 Entfernen Sie die Stromquelle und schlie en Sie den Ventilator oder den Motor an Abb 6 5 Die Zelle nutzt das produzierte Gas zur Stromproduktion unter Bildung von Wasser und geringer Mengen W rme 2 Das Gasniveau sinkt Sind die Gase verbraucht zieht die Zelle Wasser und der Verbraucher stoppt 3 Schlie en Sie die Solarzelle wieder an Die Gasproduktion startet erneut Hinweis Achten Sie darauf dass die Sauerstoffseite der Zelle ausreichend feucht ist Fluten Sie ggf die Zelle erneut Speicher e
22. ie hierbei bitte dass die Polymer elektrolytmembran und die Elektroden sehr empfindliche Bauteile sind Sie k nnen aus der Zelle ausgebaut und den Sch lern gezeigt werden Wir raten jedoch dringend davon ab diese Bauteile in der Klasse herumzugeben 1 L sen Sie die vier Muttern und entfernen Sie die vier Innensechskantschrauben die die Zelle zusammenhalten 2 Nehmen Sie die Zelle auseinander Sie erhalten zwei Geh useplatten mit daran haftenden Stromabnehmern Lochbleche Elektroden und protonenleitfahiger Membran 3 Ziehen Sie vorsichtig die Stromabnehmer mit der Membran von den Gehauseplatten 4 Ziehen Sie vorsichtig die Membran ab Die Elektroden k nnen auf den Lochblechen verbleiben 5 Schrauben Sie die Anschlussstutzen aus den Gehauseplatten Achtung Die Bauteile k nnen leicht besch digt werden Beim Entfernen der Elektroden und sp terem Wieder einbau ist auf die Einbaurichtung zu achten Elektroden und Membran sind empfindlich gegen jede Art von Verunreinigungen insbesondere Metallionen Ber hrungen mit den Fingern sollten daher auf den Randbereich beschr nkt bleiben Montage Achtung Vor dem Wiedereinbau muss die Membran mindestens 5 Minuten in destilliertem Wasser quellen Legen Sie sie dazu in ein mit destiliertem Wasser gef lltes Becherglas 1 Stecken Sie in eine Geh useplatte die vier Schrauben mit je einer Unterlegscheibe und drehen Sie sie anschlie end so um dass die Geh useplatte auf den Sch
23. ieferten Bef llaufsatzes die Sauerstoffseite der Zelle indem Sie die Wasserflasche an den unteren Anschluss anschlie en und so die Zelle fluten Abb 7 2 8 Verbinden Sie das Solarmodul mit Hilfe der Verbindungskabel mit den Anschl ssen an der Brenn stoffzelle Abb 7 3 Achten Sie dabei auf die Polung rot schwarz Gasproduktion 1 Bei ausreichender Beleuchtung des Solarmoduls beginnt die reversible Brennstoffzelle mit der gt Produktion von Wasserstoff und Sauerstoff im Verh ltnis 2 1 Hinweis Reicht die Beleuchtungssituation nicht aus k nnen Sie einen starken Halogenstrahler z B h tec Spotlight einsetzen oder alternativ den mitgelieferten Batteriehalter bzw das Steckernetzteil verwenden 2 Ist der Gasspeicher gef llt entweicht bersch ssiges Gas in Blasenform Inbetriebnahme der Brennstoffzelle 1 ffnen Sie den St psel auf der Sauerstoffseite der Brennstoffzelle 2 Entfernen Sie die Stromquelle und schlie en Sie den Ventilator oder den Motor an Die Zelle nutzt das produzierte Gas zusammen mit dem Luftsauerstoff zur Stromproduktion unter Bildung von Wasser und geringer Mengen W rme Abb 7 4 3 Das Gasniveau sinkt Ist der Wasserstoff verbraucht zieht die Zelle Wasser und der Verbraucher stoppt Hinweis Falls Sie erneut Gas produzieren wollen achten Sie darauf dass die Sauerstoffseite der Zelle ausreichend feucht ist Fluten Sie ggf die Zelle erneut Speic
24. ituation nicht aus konnen Sie einen starken Halogenstrahler z B h tec Spotlight einsetzen oder alternativ den mitgelieferten Batteriehalter bzw das Steckernetzteil verwenden 2 Sind die Gasspeicher gef llt entweicht bersch ssiges Gas in Blasenform Inbetriebnahme der Brennstoffzelle 1 ffnen Sie den St psel auf der Sauerstoffseite der Brennstoffzelle 2 ffnen Sie die Verschlusskappe auf der Wasserstoffseite der Brennstoffzelle so dass ca 10 cm des gespeicherten Wasserstoffs durch die Brennstoffzelle str men kann In den Schl uchen und in der Brennstoffzelle verbliebene Restluft entweicht 3 Setzen Sie die Verschlusskappe wieder auf 4 Die Zelle nutzt den produzierten Wasserstoff zusammen mit dem Luftsauerstoff zur Stromproduktion unter Bildung von Wasser und geringer Mengen W rme Der Ventilator lauft an Hinweis Wird die Gasproduktion durch Entfernen der Spannungsquelle gestoppt produziert die Brennstoffzelle so lange Strom bis sich kein Gas mehr im Gasspeicher befindet L uft die Gasproduktion dagegen weiter so produziert auch die Brennstoffzelle kontinuierlich Strom Speicher entleeren 1 Zum Entleeren der Speicher nehmen sie die Speicher und die Zelle von der Grundplatte und gie en das Wasser in ein Auffanggef 18 wwwh tec com wwwh tec com h tec Versuch 5 Brennstoffzellenfahrzeug und Solar Wasser sto
25. lumens 2 1 m Strom Spannungs Kennlinie Leistungskurve und Wirkungsgrad des Solarmoduls 2 2 m Strom Spannungs Kennlinie des PEM Elektrolyseurs 2 3 m Energetischer und faradayscher Wirkungsgrad des PEM Elektrolyseurs 2 4 Ger te und Material F r den Versuch ben tigen Sie m 1x Elektrolyseur m 1x Schl uche 4x kurz 2x lang m 1x Schutzbrille m 2x Gasspeicher m 2x Schlauchklemme m 2x Verbindungskabel 2 mm ggf 2x Adapter flasche mit desti von 2 mm auf 4 mm Sicherheitsstecker m 1x Solarmodul m 1x Wasserflasche mit dest Wasser m 1x Grundplatte m 1x Lichtquelle z B h tec Spotlight h t CC AAA www h tec com Aufbau Einrichtung 1 Setzen Sie die beiden Gasspeicher und den Elektrolyseur wie skizziert auf die Grundplatte 2 Verbinden Sie die unteren und oberen Anschl sse des Elektrolyseurs mit den entsprechenden Anschl ssen auf der Elektrolyseseite der Speicher mit vier kurzen Schl uchen 3 Setzen Sie jeweils lange Schl uche auf die Anschl sse an der Brennstoffzellenseite der Gasspeicher und verschlie en Sie diese mit Schlauchklemmen Abb 2 1 4 Bef llen Sie beide Speicher bis zur oberen Markierung der Ausgleichsbeh lter mit destilliertem Wasser 5 ffnen Sie nacheinander die Schlauchklemmen auf den Schl uchen an der Brennstoffzellenseite der Gasspeicher Die Luft aus Gasspeichern und Elektrolyseur entweicht Der Vorgang ist abgeschlossen sobald der Wasserstand in den Speichern nicht meh
26. m Zersetzung von Wasser unter Betrachtung des entstehenden Wasserstoff Energetischer und faradayscher Wirkungsgrad des PEM Elektrolyseurs und Sauerstoff Gasvolumens 2 1 2 4 m Strom Spannungs Kennlinie Leistungskurve und Wirkungsgrad des Strom Spannungs Kennlinie und Leistungskurve der PEM Brennstoffzelle Solarmoduls 2 2 2 5 im Luftmodus m Strom Spannungs Kennlinie des PEM Elektrolyseurs 2 3 m Energetischer und faradayscher Wirkungsgrad der PEM Brennstoffzelle 2 6 im Luftmodus Ger te und Material F r den Versuch ben tigen Sie m 1x Elektrolyseur m 1x Ventilator m 1x Schutzbrille m 1x reversible Brennstoffzelle m 1x Grundplatte m 1x Lichtquelle z B h tec Spotlight m 2x Gasspeicher m 1xSchl uche 5x kurz m 4x Verbindungskabel 2 mm ggf 4x Adapter von 2 mm auf 4 mm Sicherheitsstecker m 1x Solarmodul m 2x Verschlusskappen m 1x Wasserflasche mit dest Wasser 17 Aufbau Einrichtung 1 Setzen Sie die beiden Gasspeicher und den Elektrolyseur wie skizziert auf die Grundplatte 2 Verbinden Sie die unteren und oberen Anschl sse des Elektrolyseurs mit den entsprechenden Anschl ssen auf der Elektrolyseseite der Speicher mit vier kurzen Schl uchen Abb 4 1 3 Setzen Sie die Brennstoffzelle auf die Grundplatte und verbinden den Anschluss an der Brenn stoffzellenseite des Wasserstoffspeichers mit dem oberen Anschluss an der Wasserstoffseite der Brennstoffzelle mit einem kurzen S
27. ntleeren 1 Zum Entleeren der Speicher nehmen sie die Speicher und die Zelle von der Grundplatte bzw dem Chassis und gie en das Wasser in ein Auffanggefab 26 wwwh tec com www h tec com Versuch 7 Solar Wasserstoffsystem mit reversibler Brennstoffzelle H Luft bersicht Ziel des Versuchs ist es zuerst im Elektrolysemodus der reversiblen Brenn stoffzelle Wasserstoff zu erzeugen und diesen zu speichern Danach wird im Brennstoffzellenmodus aus Luftsauerstoff und der gespeicherten chemischen Energie des Wasserstoffs wieder elektrische Energie zuruckgewonnen Der elektrische Verbraucher dient der Veranschaulichung Aufbaudauer ca 5 Minuten Versuchsl nge ca 10 Minuten Versuche aus dem Begleitbuch m Strom Spannungs Kennlinie Leistungskurve und Wirkungsgrad des Solarmoduls 2 2 m Strom Spannungs Kennlinie und Leistungskurve der PEM Brennstoffzelle 2 5 im Luftmodus m Energetischer und faradayscher Wirkungsgrad der PEM Brennstoffzelle 2 6 im Luftmodus Ger te und Material F r den Versuch ben tigen Sie 1x reversible Brennstoffzelle 1x Schlauch mittel 1x Gasspeicher 3x Verschlusskappen 1x Solarmodul 1x St psel 1x Ventilator f r station ren Aufbau 1x Bef llaufsatz 1x Grundplatte bzw Chassis 1x Wasserflasche mit dest Wasser 2x Verbindungskabel 2 mm gaf 2x Adapter von 2 mm auf 4 mm Sicherheitsstecker m 1
28. odus nicht Ursache m Sie haben kein destilliertes Wasser verwendet Die Zelle ist irreparabel gesch digt Trotz korrekten Aufbaus funktioniert die Direkt Methanol Brennstoffzelle nicht Ursache m Bei l ngerem Nichtgebrauch kann die Funktion als Direkt Methanol Brennstoffzelle nachlassen Sollte sich nach mehrmaligem Bef llen mit ca 3 iger Methanoll sung nicht die gew nschte Leistung einstellen empfehlen wir die Zelle f r 48 Stunden mit 1 iger Schwefels ure und anschlie end erneut mit ca 3 iger Methanoll sung zu bef llen Beachten Sie unbedingt die stark tzende Wirkung der Schwefels ure Tragen Sie Handschuhe und beachten Sie die auf der Flasche aufgebrachten Gefahrenhinweise sowie das zugeh rige Sicherheitsdatenblatt 43 e h tec Wartung Brennstoffzellen des verwendeten Typs ben tigen keine Wartung Achten Sie aber auf folgende Punkte m Verwenden Sie f r jeden Betrieb frisches destilliertes Wasser m Nach dem Betrieb ist das Wasser aus den Speichern zu entfernen Bevor Sie die Zelle einlagern m Setzen Sie den Betrieb fort bis der Verbraucher z B der Motor von selbst stoppt Damit erreichen Sie dass etwas Wasser in der Zelle verbleibt und die Membran befeuchtet m Schlie en Sie die Verschlusskappen und den St psel so dass das Wasser in der Zelle nicht so schnell verdunstet m Wischen Sie die Grundplatte bzw das Chassis trocken um Wasserspuren zu vermeiden m Bei Methanol Brennst
29. offzellen die f r l ngere Zeit nicht benutzt werden entfernen Sie das restliche Methanol Wasser Gemisch durch Auskippen Sp len Sie die Zelle mit destilliertem Wasser nach 44 wwwh tec com
30. r sinkt Abb 2 2 Im Anschluss verschlie en Sie die Schlauchklemmen wieder 6 Verbinden Sie das Solarmodul mit Hilfe der Verbindungskabel mit den jeweiligen Anschl ssen am Elektrolyseur Abb 2 3 Achten Sie dabei auf die Polung rot schwarz Gasproduktion 1 Bei ausreichender Beleuchtung des Solarmoduls beginnt der Elektrolyseur mit der Produktion von Wasserstoff und Sauerstoff im Verh ltnis 2 1 Abb 2 4 Hinweis Reicht die Beleuchtungssituation nicht aus k nnen Sie einen starken Halogenstrahler z B h tec Spotlight einsetzen oder alternativ den mitgelieferten Batteriehalter bzw das Steckernetzteil verwenden 2 Sind die Gasspeicher gef llt entweicht bersch ssiges Gas in Blasenform Speicher entleeren 1 Zum Entleeren der Speicher nehmen sie die Speicher und die Zelle von der Grundplatte und gie en das Wasser in ein Auffanggef 10 wwwh tec com Em h tec Versuch 3 Solar Wasserstoffsystem H O aufbauend auf Versuch 2 bersicht Ziel des Versuchs ist es aus den gespeicherten Gasen elektrische Energie zu erzeugen Die Gase werden der Brennstoffzelle zugef hrt welche die che mische Energie in Strom und W rme umwandelt Der elektrische Verbraucher dient der Veranschaulichung Aufbaudauer ca 5 Minuten Versuchsl nge ca 10 Minuten Versuche aus dem Begleitbuch m Zersetzung von Wasser unter Betrachtung des entstehenden Wasserstoff Energetischer und faradaysc
31. raubenk pfen liegt Abb 1 Sind die T llen aus der Gehauseplatte entfernt kann dies auf einer ebenen Tischplatte erfolgen 2 Legen Sie eines der Lochbleche auf das Plexiglasgehause Hierbei muss die dickere Dichtungsseite zum Plexiglas zeigen Die Elektrode zeigt nach oben Abb 2 3 Falls die Elektrode vom Lochblech entfernt wurde Legen Sie die Elektrode auf das Lochblech Hierbei ist unbedingt auf die richtige Seite zu achten Auf der zum Lochblech zeigenden Seite ist das Muster des Blechs zu erkennen Diese Seite muss wieder zum Lochblech zeigen Achten Sie darauf die Elektrode zentriert aufzulegen 4 Nehmen Sie die Membran aus dem destillierten Wasser und legen Sie sie nass auf eine der Elektroden Fassen Sie hierzu die Membran an zwei gegen berliegenden Ecken an Durch die Feuchtigkeit werden Membran und Elektrode in ihrer Lage fixiert Abb 3 5 Falls die Elektrode vom Lochblech entfernt wurde Legen Sie die zweite Elektrode auf Das Lochblechmuster auf der Elektrode muss zum noch aufzulegenden Lochblech zeigen Die beiden Elektroden sollten deckungsgleich liegen Die zweite Elektrode darf beim Aufsetzen des Blechs nicht in den Dichtungsbereich ragen 6 Legen Sie das zweite Lochblech auf Hierbei muss die dickere Dichtungsseite zum noch fehlenden Plexiglasgeh use zeigen Abb 4 7 Setzen Sie das Plexiglasgehause auf die Schrauben Abb 5 8 Stecken Sie die verbliebenen Unterlegscheiben und Muttern auf die Schrauben und
32. undung ausl sen Aus den Ger ten k nnen Wasserstoff und Sauerstoff austreten Verhindern Sie dass sich die Gase ansammeln und explosionsfahige Gemische bilden indem Sie die Ger te nur in gut gel fteten R umen verwenden Die Ger te d rfen nur dann in Vitrinen betrieben werden wenn eine h tec Zellen sind funktionsabhangig farblich eindeutig gekennzeichnet gelb reversible Brennstoffzelle die auch als Elektrolyseur verwendet werden kann blau Elektrolyseur rot Brennstoffzelle www h tec com ausreichende Bel ftung unter allen Umst nden sichergestellt ist Der Betreiber hat dies durch entsprechende Messungen nachzuweisen Entfernen Sie alle Stoffe die eine Entz ndung des Wasserstoffs ausl sen k nnen aus der N he der Ger te offenes Feuer Stoffe mit m glicher elektrostatischer Aufladung katalytisch wirkende Stoffe Entfernen Sie alle Stoffe die sich bei erh hter Sauerstoffkonzentration selbst entzunden k nnen aus der Umgebung der Ger te Rauchen Sie nicht Schl uche Stopfen und Gasspeicher dienen dem Druckausgleich Sie d rfen nicht mit Klemmen Klebstoff oder durch sonstige Mittel fixiert oder befestigt werden Nutzen Sie zur Gasspeicherung ausschlie lich die zu den Ger ten geh renden bzw mitgelieferten Gasspeicher Schlie en Sie niemals andere Gasspeicher an Die Ger te d rfen nur bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck be trieben werden Bei Betrieb von Solarmodulen und Leuchten ist
33. urs 2 3 m Energetischer und faradayscher Wirkungsgrad des PEM Elektrolyseurs 2 4 Ger te und Material F r den Versuch ben tigen Sie m 1x reversible Brennstoffzelle m 2x Schlauch mittel m 1x Lichtquelle z B h tec Spotlight m 2x Gasspeicher m 6x Verschlusskappen m 2x Verbindungskabel 2 mm ggf 2x Adapter von 2 mm auf 4 mm Sicherheitsstecker m 1x Solarmodul m 1x Stopsel m 1x Ventilator f r station ren Aufbau m 1x Schutzbrille m 1x Grundplatte bzw Chassis m 1x Wasserflasche mit dest Wasser 25 Aufbau Einrichtung 1 Setzen Sie die beiden Gasspeicher und die reversible Brennstoffzelle wie skizziert auf die Grundplatte oder auf das Chassis 2 Verbinden Sie die unteren Anschl sse der reversiblen Brennstoffzelle mit den Anschl ssen auf der Brennstoffzellenseite der Speicher mit zwei mittleren Schl uchen 3 Setzen Sie Verschlusskappen auf die Anschl sse an der Elektrolyseseite der Gasspeicher und auf die oberen Gasanschl sse der reversiblen Brennstoffzelle Abb 6 1 4 Bef llen Sie beide Speicher bis zur oberen Markierung der Ausgleichsbeh lter mit destilliertem Wasser 5 ffnen Sie nacheinander die oberen Verschlusskappen auf beiden Seiten der Zelle Die Luft aus den Gasspeichern und aus der Zelle entweicht und die Zelle wird geflutet Abb 6 2 Der Vorgang ist abgeschlossen wenn das Wasser aus den oberen Gasanschlussen austritt Im Anschluss ver schlie en Sie die Gasansc
34. verwenden 2 Ist der Gasspeicher gef llt entweicht bersch ssiges Gas in Blasenform Aufbau Betankung Brennstoffzellenfahrzeug 1 Setzen Sie zwei Verschlusskappen auf die Anschl sse auf der Elektrolyseseite des Gasspeichers sowie einen kurzen Schlauch auf die Brennstoffzellenseite des Gasspeichers 2 Setzen Sie einen mittleren Schlauch mit Schlauchklemme an den unteren Anschluss der Brenn stoffzelle auf der Wasserstoffseite und verschlie en sie die Schlauchklemme 3 Verbinden Sie den Speicher mit dem oberen Anschluss der Brennstoffzelle auf der Wasserstoffseite 4 Setzen Sie die Zelle und den Speicher auf das Chassis und verbinden Sie die Kabel des Motors mit den jeweiligen Anschl ssen an der Zelle Achten Sie dabei auf die Polung rot schwarz Abb 5 5 5 Bef llen Sie den Speicher bis zur unteren Markierung des Ausgleichsbehalters mit destilliertem Wasser 6 ffnen sie die Schlauchklemme Die Luft entweicht nun aus dem Speicher und der Brennstoffzelle Der Vorgang ist abgeschlossen wenn der Wasserspiegel nicht weiter sinkt Im Anschluss verschlie en Sie die Schlauchklemme wieder Hinweis Achten Sie darauf dass sich kein Wasser im Betankungsschlauch der Tankstelle befindet Entfernen Sie dies ggf durch kurzes ffnen der Schlauchklemme 7 Zum Betanken verbinden Sie die beiden Schl uche von Auto und Tankstelle mit Hilfe des Verbin dungsr hrchens und ffnen Sie anschlie end die
35. x Lichtquelle z B h tec Spotlight h t CC wwwh tec com Aufbau Einrichtung 1 Setzen Sie einen Gasspeicher und die reversible Brennstoffzelle wie skizziert auf die Grundplatte bzw auf das Chassis 2 Verbinden Sie den unteren Anschluss auf der Wasserstoffseite der Brennstoffzelle mit dem Anschluss auf der Brennstoffzellenseite des Gasspeichers mit einem mittleren Schlauch ae m mown D ital 109146000 edt 3 Setzen Sie Verschlusskappen auf die Anschl sse an der Elektrolyseseite des Gasspeichers und den oberen Anschluss auf der Wasserstoffseite der Brennstoffzelle Abb 7 1 Se gt E El 4 Bef llen Sie den Speicher bis zur oberen Markierung des Ausgleichsbeh lters mit destilliertem Wasser und ffnen Sie die obere Verschlusskappe auf der Wasserstoffseite der Zelle Die Luft aus dem Gasspeicher und der Zelle entweicht und die Zelle wird geflutet Die Zelle ist geflutet wenn das Wasser aus dem oberen Gasanschluss austritt 5 Verschlie en Sie den Gasanschluss auf der Wasserstoffseite wieder Hinweis Man kann den Anstieg des Wassers gut in dem M ander im Zelleninneren verfolgen Es k nnen sich Luftblasen bilden die das System st ren Lassen Sie den Vorgang laufen bis Sie keine Luftblasen mehr sehen 6 Pr fen Sie ob der St psel in die reversible Brennstoffzelle eingesetzt ist damit sich das Wasser gut in der Zelle verteilen kann 7 Befeuchten Sie nun mit Hilfe des mitgel
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