Dazu stellst du die Brennstoffzelle auf einen flachen Teller.
Danach nimmst du die beiden Stopfen (3) der Entlüftungskanäle ab. Fülle die beiden Speicherzylinder bis zur Füllstandsmarkierung (9) mit destilliertem Wasser. (Siehe Abb. A)
Vorsicht Materialschaden möglich: Leitungswasser oder andere Flüssigkeiten fügen der Brennstoffzellenmembran dauerhaften Schaden zu.
Die Luft in der Brennstoffzelle entweicht beim Einfüllen des Wassers durch die Entlüftungskanäle. Damit das Wasser besser um die Membran und die stromabnehmenden Metallplatten fließen kann, klopfst du die Brennstoffzelle leicht auf den Tisch.
Fülle noch ein bisschen Wasser hinzu, nur so viel bis aus den Entlüftungskanälen Wasser entweicht und gleichzeitig das Wasser in den Überlaufkammern bis zur Füllstandsmarkierung reicht.
Jetzt kannst du die Entlüftungskanäle wieder mit den Stopfen verschließen. Beachte dabei, dass keine Luft im Speicherzylinder eingeschlossen ist. Eine kleine Luftblase verursacht keine Probleme und kann vernachlässigt werden.
Falls die Brennstoffzelle schon lange nicht mehr gebraucht wurde, warte etwa 10 Minuten, damit die Membran ausreichend durchtränkt wird.
Die Brennstoffzelle muss mit einer Gleichspannung zwischen 1,8 und 3 Volt versorgt werden.
Vorsicht Materialschaden möglich: Durch eine zu hohe Spannung kann die Brennstoffzellenmembran zerstört werden. Die Brennstoffzelle darf auf keinen Fall an eine 9V-fischertechnik-Stromversorgungen angeschlossen werden.
Schließe das beiliegende 3V-Netzgerät wie im Schaltplan gezeigt an die zuvor mit destilliertem Wasser befüllte Brennstoffzelle an und stecke das 3V-Netzgerät in die Steckdose ein.
Sobald genügend Strom fließt beginnt die Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff. Die Gase werden in den entsprechenden Speicherzylindern gespeichert. Das Wasser wird in die darüber liegenden Überlaufkammern gedrückt.
Die Brennstoffzelle ist vollständig „aufgeladen“, wenn das gesamte Wasser aus dem Wasserstoff-Speicherzylinder (2) in die darüber liegende Überlaufkammer (1) gedrückt wurde. Dieser Vorgang dauert ca. 2 – 3 Minuten. Du kannst die Brennstoffzelle jetzt vom Ladekabel trennen. Die Erzeugung von Wasserstoff und Sauerstoff wird dadurch gestoppt.
Tipp: Willst du die optimale Leistung der Brennstoffzelle erzielen, so spüle die gesamte Luft aus der Brennstoffzelle. Fahre dazu mit der Wasserstofferzeugung fort, bis auch das letzte Wasser aus dem Sauerstoff-Speicherzylinder in die darüber liegende Überlaufkammer gedrückt wurde.
Es wird doppelt so viel Wasserstoff wie Sauerstoff erzeugt.
Warum ist das so?
Wasser (H2O) besteht aus Verbindungen von Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2). Diese Verbindungen nennt man Wassermoleküle. Ein Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom. Wenn bei der Elektrolyse das Molekül getrennt wird entstehen doppelt so viele Wasserstoffmoleküle wie Sauerstoffmoleküle.
Schließe den enthaltenen Motor an die Buchsen der Brennstoffzelle an.
Was beobachtest du?
Der Motor dreht sich. Er wird durch die von der Brennstoffzelle erzeugte elektrische Energie angetrieben.
- Halte den eingebauten Taster nun gedrückt.
Was kannst du nun beobachten?
Der Motor wird von der Brennstoffzelle mit Strom versorgt und dreht sich. Das heißt, dass aus dem produzierten Sauerstoff und Wasserstoff in der Brennstoffzelle Strom erzeugt wird.
Störung |
Mögliche Ursache |
Störungsbehebung |
Ungewöhnlich hohe Spannung, wenn eine Last an die Brennstoffzelle angeschlossen wird |
Schicht an der Oberfläche des Katalysators |
Die Schicht an der Oberfläche des Katalysators, welche die anfängliche Ausgangsspannung der Brennstoffzelle erhöht verschwindet nach wenigen Sekunden |
Keine oder sehr langsame Wasserstofferzeugung |
Falsche Verbindung zwischen Netzteil und Brennstoffzelle |
Verbindungen überprüfen und ggf. korrigieren |
Brennstoffzellenmembran ist zu trocken |
Die mit destilliertem Wasser gefüllte Brennstoffzelle 30 Minuten lang stehen lassen |
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Geringe Brennstoffzellenleistung |
Brennstoffzellenmembran ist zu nass |
Wasser aus der Brennstoffzelle ausgießen und die Brennstoffzelle einen Tag lang offen stehen lassen |
Modell (Motor) bewegt sich nicht oder nur langsam |
Schwergängige Bauteile. |
Achte auf eine Leichtgängigkeit der beweglichen Bauteile. Modellaufbau mit Bauanleitung vergleichen.
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Fahrzeug fährt nicht oder fährt rückwärts. |
Motor nicht oder falsch an der Brennstoffzelle angeschlossen |
Anschluss vom Motor prüfen, siehe Schaltplan. |
Eine Haftung der fischertechnik GmbH für Schäden, die daraus resultieren, dass der Baukasten nicht entsprechend seiner bestimmungsgemäßen Verwendung gebraucht wurde, ist ausgeschlossen.
Technische Daten Brennstoffzelle
Allgemeines |
|
Betrieb als Elektrolyseur |
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Betrieb als Brennstoffzelle |
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Betriebstemperatur |
10 – 40 °C |
Betriebsspannung |
2 – 3 V |
Betriebsspannung |
0,5 – 0,9 V |
Lagertemperatur |
5 – 40 °C |
Betriebsstrom |
400 – 1500 mA |
Betriebsstrom |
600 mA |
Wasserstoff Speicherkapazität |
20 ml |
Maximale Wasserstoffproduktionsrate |
8 ml / min |
Nennleistung |
300 mW |