¿Cómo funciona una pila de combustible? ¿Cómo se puede generar hidrógeno con ella? El H2 Fuel Cell Car transmite conocimientos sobre este fascinante tema. A partir de la pila de combustible y el vehículo puede estudiarse el tema del hidrógeno. En combinación con el kit de montaje Green Energy, es posible montar interesantes modelos adicionales.
A tal fin, coloca la pila de combustible sobre un plato plano.
Luego retira los dos tapones (3) de los conductos de salida de aire. Llena ambos cilindros acumuladores con agua destilada hasta el indicador de nivel de llenado (9). (Véase fig. A)
Precaución por posibles daños materiales: El agua corriente u otros líquidos ocasionan daños permanentes a la membrana de la pila de combustible.
Al llenar de agua, el aire de la pila de combustible es expulsado por los conductos de salida de aire. Para asegurar una mejor fluidez del agua alrededor de la membrana y de las placas metálicas que absorben la corriente, golpea suavemente la pila de combustible contra la mesa.
Añade un poco más de agua, solo lo necesario hasta que salga agua por los canales de salida de aire y, a su vez, el agua alcance el indicador de nivel de llenado en las cámaras de sobrecarga.
Ahora puedes volver a cerrar los canales de salida de aire con los tapones. Asegúrate de que no quede aire contenido dentro del cilindro acumulador. Una pequeña burbuja de aire no ocasiona problemas y puede pasarse por alto.
En caso de que la pila de combustible no haya sido utilizada por un largo tiempo, espera unos 10 minutos para que la membrana absorba lo suficiente.
La pila de combustible debe ser abastecida con una tensión continua de entre 1,8 y 3 voltios.
Precaución por posibles daños materiales: Un exceso de tensión puede dañar la membrana de la pila de combustible. La pila de combustible no debe conectarse nunca a una fuente de alimentación fischertechnik de 9 V.
Conecta la fuente de alimentación de 3 V como indica el esquema de conexiones a la pila de combustible previamente llenada con agua destilada y enchufa la fuente de alimentación de 3 V a la toma de corriente.
En cuanto fluya suficiente corriente, comenzará la generación de hidrógeno y oxígeno. Los gases se almacenan en el cilindro acumulador correspondiente. El agua es impulsada a las cámaras de sobrecarga ubicadas por encima.
La pila de combustible está completamente «cargada» cuando la totalidad del agua ha sido conducida del cilindro acumulador de hidrógeno (2) a la cámara de sobrecarga (1) ubicada por encima. Este procedimiento dura aproximadamente 2 – 3 minutos.
Ahora puedes desconectar la pila de combustible del cable de carga. Esto detiene la generación de hidrógeno y oxígeno.
Consejo: Si quieres lograr un rendimiento óptimo de la pila de combustible, extrae todo el aire de ella. Para ello, procede con la generación de hidrógeno hasta que la última gota de agua haya sido conducida del cilindro acumulador de oxígeno a la cámara de sobrecarga ubicada por encima.
¿Por qué sucede esto?
El agua (H2O) está conformada por moléculas de hidrógeno (H2) y Oxígeno (O2). Estas son denominadas moléculas de agua. Una molécula de agua está conformada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Cuando la molécula se separa durante la electrolisis, resulta el doble de moléculas de hidrógeno que de oxígeno.
Conecta el motor incluido a los conectores de la pila de combustible.
¿Qué ves?
El motor gira. Este se acciona con la energía eléctrica generada por la pila de combustible.
Para las siguientes pruebas, monta el modelo de aerogenerador con la pila de combustible como indica el manual de instrucciones.
La pila de combustible se instala en paralelo a los módulos solares. De este modo, se cargará en simultáneo al funcionamiento del aerogenerador.
- Llena la pila de combustible con agua destilada y coloca el modelo bajo la luz solar o ilumina los módulos solares con una fuente de luz apropiada (por ejemplo: una lámpara incandescente de 100 W a una distancia de 30 m).
¿Qué puedes ver?
El aerogenerador se mueve y, simultáneamente, se generan hidrógeno y oxígeno en la pila de combustible. El motor y la pila de combustible están conectados en paralelo.
- Ahora espera hasta que se haya generado una cierta cantidad de hidrógeno y cubre los módulos solares o apaga la fuente de luz.
¿Qué puedes ver ahora? Controla también el cilindro acumulador de hidrógeno.
El modelo funciona más lento, pero no se detiene. La pila de combustible consume hidrógeno.
Cuando la intensidad de la luz disminuye, el modelo se alimenta de la pila de combustible. El aerogenerador ahora continúa funcionando incluso tras la puesta de sol o cuando el sol está cubierto por una nube.
El hecho de que el modelo funcione más lento se debe a que la pila de combustible suministra una tensión menor a los módulos solares. Un motor eléctrico gira más lento cuando se le suministra una tensión menor.
Monta el aerogenerador o el hombre tambaleante con la pila de combustible.
- No mantengas presionado el pulsador incorporado.
¿Qué puedes ver?
La pila de combustible recibe la corriente eléctrica de los módulos solares. De este modo, se generan hidrógeno y oxígeno.
- Ahora mantén presionado el pulsador incorporado.
¿Qué puedes ver ahora?
El motor recibe la corriente eléctrica de la pila de combustible y gira. Esto significa que el oxígeno y el hidrógeno producidos en la pila de combustible generan corriente eléctrica.
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Falla |
Posible causa |
Reparación de fallas |
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Tensión inusualmente alta cuando se conecta una carga a la pila de combustible |
Capa en la superficie del catalizador |
La capa en la superficie del catalizador, que aumenta la tensión de salida inicial de la pila de combustible, desaparece tras unos pocos segundos. |
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Generación de hidrógeno nula o muy lenta |
Conexión incorrecta entre la fuente de alimentación y la pila de combustible |
Verificar las conexiones y, eventualmente, corregirlas |
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La membrana de la pila de combustible está demasiado seca |
Dejar reposar la célula de combustible llena de agua destilada durante 30 minutos |
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Bajo rendimiento de la pila de combustible |
La membrana de la pila de combustible está demasiado mojada |
Verter el agua de la pila de combustible y dejarla abierta durante todo un día |
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El modelo (motor) no se mueve o solo se mueve lentamente |
Componentes lentos |
Comprueba si los componentes se mueven con facilidad. Comparar el diseño del modelo con el manual de instrucciones.
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El vehículo no se mueve o solo lo hace hacia atrás. |
Motor no conectado o mal conectado a la pila de combustible |
Verificar la conexión del motor, ver esquema de conexiones. |
Datos técnicos de la pila de combustible
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General |
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Funcionamiento como electrolizador |
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Funcionamiento como pila de combustible |
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Temperatura de funcionamiento |
10 – 40°C |
Tensión de funcionamiento |
2 – 3V |
Tensión de funcionamiento |
0,5 – 0,9V |
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Temperatura de almacenaje |
5 – 40°C |
Corriente de funcionamiento |
400 – 1500mA |
Corriente de funcionamiento |
600mA |
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Capacidad de almacenamiento de hidrógeno |
20ml |
Índice máximo de producción de hidrógeno |
8ml / min |
Potencia nominal |
300MW |
Solo para el uso por niños a partir de 10 años. Uso solo bajo la supervisión de adultos, que se hayan familiarizado con las medidas de precaución descritas en la caja de experimentación. Lee estas instrucciones antes de iniciar el ensayo, cúmplelas y tenlas a mano para consultas. Las instrucciones para los padres están incluidas y deben ser observadas. Guardar el embalaje y las instrucciones debido a que contienen información importante. Durante el experimento de genera hidrógeno. El hidrógeno combinado con el oxígeno puede generar una mezcla explosiva. Por esta razón, antes del experimento se deben retirar todas las fuentes de ignición.
La célula de combustible del Fuel Cell Kit puede ser empleada exclusivamente para el servicio de modelos fischertechnik.