Upload
doankhue
View
213
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA
IM. STANISŁAWA STASZICA W KRAKOWIE
Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki
Katedra Chemii Nieorganicznej
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2
Ogniwa paliwowe
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 2
Spis treści
1. Cel ćwiczenia .......................................................................................................................... 3
2. Ogniwa paliwowe ................................................................................................................... 3
2.1. Historia rozwoju technologii ......................................................................................... 3
2.2. Zasada działania ............................................................................................................ 3
2.3. Podstawy termodynamiczne ......................................................................................... 4
3. Rodzaje ogniw paliwowych ................................................................................................... 6
3.1. SOFC – stałotlenkowe ogniwa paliwowe ..................................................................... 7
3.2. PEMFC – ogniwa paliwowe z membraną polimerową .............................................. 9
4. Opisy wykonania ćwiczeń ................................................................................................... 11
4.1. Elektroliza wody .......................................................................................................... 11
4.2. Wyznaczanie liczby Avogadro .................................................................................... 13
4.3. I prawo Faraday’a ....................................................................................................... 14
4.4. Krzywe charakterystyczne ogniwa paliwowego ....................................................... 15
4.5. Wykorzystanie I prawa Faraday’a w ogniwie paliwowym ...................................... 17
4.6. Ogniwo zasilane metanolem ....................................................................................... 19
4.7. Ogniwo zasilane etanolem ........................................................................................... 21
4.8. Wpływ temperatury na wydajność ogniwa z etanolem ............................................ 23
4.9. Wykorzystanie procesu elektrolizy wody do zasilania urządzeń – samochodzik .. 24
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 3
1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z rodzajami ogniw paliwowych oraz zasadą ich działania.
2. Ogniwa paliwowe
Ogniwa paliwowe to elektrochemiczne układy prądotwórcze, czyli ogniwa galwaniczne, które
w sposób ciągły zasilane są substratami reakcji elektrodowych, przy równoczesnym ciągłym
odprowadzaniu produktów tych reakcji.
2.1. Historia rozwoju technologii
Pierwsze ogniwo paliwowe zostało skonstruowane w 1839 roku przez William Grove’a. Wyszedł
on z założenia, że elektroliza wody, w której otrzymuje się tlen i wodór, jest procesem odwracalnym,
a ponieważ wymaga on dostarczenia dużej ilości energii elektrycznej, to proces odwrotny mógłby ją
zapewnić. Ok. 1850 roku w Wielkiej Brytanii zademonstrowana została łódź elektryczna napędzana
silnikiem zasilanym wyłącznie ogniwami paliwowymi. W 1950 roku NASA rozpoczęła pracę nad
zastosowaniem ogniw paliwowych w ramach kilkuset projektów badawczych, a w 1960 roku
wystartował wahadłowiec Apollo z ogniwem zasadowym. Dziesięć lat później, wahadłowiec Columbia
korzystał z pracy takiego samego ogniwa. Jednak największą barierą w dalszym rozwoju technologii
ogniw paliwowych były bardzo wysokie koszty produkcji.
Obecnie technologia ogniw paliwowych jest intensywnie rozwijana w krajach UE, Japonii i USA.
Wiele ośrodków naukowych zajmuje się badaniami, które mają na celu wydłużenie czasu pracy ogniwa,
redukcję masy oprzyrządowania, czy zmniejszanie kosztów samej produkcji. Przewiduje się iż
powstawanie infrastruktury wodorowej i wdrażanie technologii ogniw paliwowych w urządzeniach
codziennego użytku rozpocznie się dopiero po roku 2020.
2.2. Zasada działania
Działanie ogniwa paliwowego opiera się na odwróconym procesie elektrolizy. Zachodzi wówczas
synteza wody z gazów zawierających wodór i tlen, przy jednoczesnym wytwarzaniu energii
elektrycznej. Paliwo transportowane jest do obszaru anody, natomiast tlen do katody. Elektrolit pełni
rolę rozdzielacza komponentów gazowych i wymieniacza jonów. Niemal we wszystkich rodzajach
ogniw paliwowych wodór rozbijany jest pod wpływem działania katalizatora na protony, które
dyfundują przez elektrolit, oraz elektrony płynące przez obwód zewnętrzny. Protony i elektrony łączą
się z cząsteczkami tlenu tworząc cząsteczki wody. Schemat przykładowego ogniwa paliwowego oraz
zachodzących w nim procesów elektrochemicznych przedstawiono poniżej:
Ni, ZrO2, H2, H2O | ZrO2, O2- | O2-, (La, Sr)MnO3
2H2(𝑔)+4H2O=4H3O++4e-
O2(g)+4H3O++4e-=6H2O(g)
------------------------------------------------------------------------
2H2(g)+O2(g)=2𝐻2𝑂(g)
Zalet ogniw paliwowych jest wiele. Spośród nich można wyróżnić:
możliwość pracy ciągłej,
możliwość stosowania różnych rodzajów paliw, m.in.: wodór, metan, metanol, biogaz,
znikoma emisyjność zanieczyszczeń,
niski poziom hałasu,
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 4
kogeneracja, czyli jednoczesne wytwarzanie energii elektrycznej i użytkowej energii cieplnej, które
możliwe jest ogniwach typu SOFC i MCFC,
możliwość łączenia pojedynczych modułów w stosy umożliwiające zwiększenie.
Do wad ogniw paliwowych należą:
niskie napięcie i niewielkie moce uzyskiwane z pojedynczego modułu,
produkcja prądu stałego (wada emisyjna),
wysoki koszt materiałów stosowanych jako katalizatory.
2.3. Podstawy termodynamiczne
Na wartość końcową współczynnika sprawności ogniwa paliwowego składa się liczba
poszczególnych etapów procesu konwersji.
W przypadku przemiany izotermiczno-izobarycznej, maksymalna praca nieobjętościowa Lno czyli
praca elektryczna dla ogniw paliwowych Lel, jest równa zmianie entalpii swobodnej reakcji ΔG, co
wyraża się wzorem:
𝐿𝑛𝑜 = 𝐿𝑒𝑙 = −𝑛𝐹𝐸𝑟 = ∆𝐺 (1)
gdzie: n – liczba moli elektronów biorących udział w procesie, F – stała Faradaya, Er - napięcie
równowagowe (odwracalne) ogniwa.
Sumaryczna reakcja zachodząca w ogniwie wodorowo-tlenowym (spalanie wodoru w tlenie) zapisana
może być jako: 1
2𝑂2 + 𝐻2 = 𝐻2𝑂 (2)
W warunkach standardowych (p=1 atm i T=25°C) wyliczona wartość napięcia odwracalnego dla
wody ciekłej wynosi E0298=1,23 [V] a dla pary wodnej E0
298=1,18 [V]. Rzeczywiste napięcie odwracalne
ogniwa paliwowego Er wodorowo-tlenowego określone jest równaniem Nernsta:
𝐸𝑟 = 𝐸0 +𝑅𝑇
2𝐹𝑙𝑛
𝑝𝐻2
𝑝𝐻2𝑂+
𝑅𝑇
4𝐹𝑙𝑛𝑝𝑂2
(3)
gdzie: pH2, pO2, pH2O – ciśnienia cząstkowe (parcjalne) wodoru, tlenu i pary wodnej, R – stała gazowa,
Eo – potencjał odwracalny, którego zależność od temperatury zmienia się w zależności od rodzaju
ogniwa paliwowego.
Napięcie obciążonego ogniwa różni się od napięcia odwracalnego, co wynika z ograniczeń
kinetycznych związanych z:
a) rozpuszczaniem się w elektrolicie gazów zasilających ogniwo,
b) dyfuzją cząstek aktywnych do i od elektrody,
c) sorpcją cząsteczek elektroaktywnych na elektrodzie,
d) przeniesieniem ładunku w czasie procesu elektrodowego,
e) przenoszeniem ładunku w elektrolicie i w obwodzie zewnętrznym między elektrodami ogniwa.
Skończona szybkość wymienionych procesów wpływa na rzeczywistą moc ogniwa paliwowego,
która jest zawsze niższa niż hipotetycznego ogniwa doskonałego (rysunek 1). Straty te nazywane są:
nadnapięciem, polaryzacją, nieodwracalnością i spadkami napięcia a podzielić je można na trzy
kategorie:
a) polaryzacja aktywacyjna ƞakt – prąd wymiany uzależniony jest od właściwości katalitycznych
materiału elektrody, powierzchni elektrody oraz od stężenia reagentów; ma decydujący udział
w zakresie niskich natężeń prądów obciążenia – im mniejsze natężenie prądu wymiany i0, tym
polaryzacja aktywacyjna jest mniejsza;
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 5
b) polaryzacja stężeniowa ƞs – ma decydujący udział w zakresie działania wysokich natężeń prądów
ogniwa; w przypadku natężeń o wielkościach zbliżonych do natężenia granicznego przebieg
polaryzacji w funkcji natężenia prądu staje się niemalże pionowy; znaczna szybkość przeniesienia
ładunku na elektrodzie i duże obciążenie ogniwa (wysokie natężenie prądu) wpływają na szybsze
zużycie substancji elektroaktywnych;
c) polaryzacja omowa ƞom – jest następstwem oporności elektrolitu oraz materiału elektrod, spełnia
prawo Ohma.
Uwzględniając wszystkie te straty, wyliczyć można napięcie obciążonego ogniwa korzystając ze wzoru:
𝐸 = 𝐸𝑟 − 𝜂𝑎𝑘𝑡,𝑎 − 𝜂𝑠,𝑎 − 𝜂𝑜𝑚 − 𝜂𝑎𝑘𝑡,𝑘 − 𝜂𝑠,𝑘 (4)
gdzie: a i k – wskaźniki oznaczające polaryzację anody i katody ogniwa.
W przypadku ogniw paliwowych straty napięciowe mogą dotyczyć również innych zjawisk np.
przenikania paliwa w obszar katodowy, czy też pojawiania się na jednej z elektrod produktów reakcji
(tzw. starty nernstowskie).
Rysunek 1. Charakterystyka prądowo-napięciowa ogniwa galwanicznego.
Sprawność konwersji pojedynczego ogniwa paliwowego (sprawność elektrochemiczna Ɛech) nie
uwzględnia energii zużytej na zasilanie ogniwa oraz zmianę parametrów energii elektrycznej, uzyskanej
z pracującego ogniwa, na parametry użyteczne. Zatem na sprawność całkowitą składają się:
a) sprawność termiczna ogniwa Ɛter – maksymalna sprawność uzyskana z doskonałego ogniwa
paliwowego. Ze względu na różne rodzaje ogniw i różne temperatury ich pracy, sprawność
termiczna wynosi od 0,73 (dla wysokotemperaturowego ogniwa paliwowego) do 0,83 (dla
niskotemperaturowego ogniwa paliwowego).
𝜀𝑡𝑒𝑟 =ΔG
ΔH (5)
gdzie: ΔH – entalpia.
b) sprawność napięciowa ƐE – ściśle związana ze zjawiskami polaryzacji napięciowej obciążonego
ogniwa; w optymalnych warunkach pracy mieści się w zakresie 0,6-0,8.
𝜀𝐸 =𝐸
𝐸𝑟 (6)
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 6
c) sprawność faradajowska ƐF – informuje o tym, jaki procent energii paliwa jest bezpośrednio użyty
na wytworzenie energii elektrycznej w procesie elektroutleniania, sprawność ta jest przeważnie
bardzo wysoka, najczęściej przekracza ona 0,95.
𝜀𝐹 =𝑖
𝑖𝐹 (7)
gdzie: i – rzeczywisty prąd czerpany z ogniwa, iF – prąd, który byłby czerpany z ogniwa w sytuacji,
gdy nie byłoby żadnych innych procesów pobocznych, zachodzących w trakcie pracy ogniwa
a paliwo w całości służyłoby wytworzeniu prądu.
d) stopień utylizacji paliwa U – określa stosunek zużytego paliwa (H2)d-(H2)w do całkowitej ilości
paliwa (H2)d doprowadzonego do przestrzeni anodowej, stopień utylizacji w ogniwach paliwowych
mieści się w zakresie 0,65-1,00.
𝑈 =(𝐻2)𝑑−(𝐻2)𝑤
(𝐻2)𝑑 (8)
Zatem zakres sprawności konwersji pojedynczego ogniwa można zapisać jako iloczyn poszczególnych
sprawności składowych:
𝜀𝑒𝑐ℎ = 𝜀𝑡𝑒𝑟𝜀𝐸𝜀𝐹𝑈 (9)
3. Rodzaje ogniw paliwowych
Rodzaj elektrolitu zastosowanego w ogniwie paliwowym definiuje jego typ i temperaturę pracy.
Rolę elektrolitu mogą pełnić: stopiona sól, stężony roztwór wodorotlenku potasu, membrana
polimerowa, elektrolit stały i inne (tabela 1, rysunek 2).
Tabela 1. Rodzaje ogniw paliwowych i ich cechy charakterystyczne.
rodzaj ogniwa elektrolit paliwo temperatura
pracy [oC] zastosowanie
PEMFC - ogniwo paliwowe
z membraną polimerową
polimer w stanie
stałym
H2, N2H4, CH4 –
paliwo i utleniacz
pozbawione CO2
60-100 astronautyka, technika
wojskowa
AFC - alkaliczne ogniwa
paliwowe roztwór KOH H2, N2H4, CH4 90-100
astronautyka, technika
wojskowa
DMFC - ogniwo paliwowe
zasilane metanolem
polimer w stanie
stałym metanol 50-120 przenośne
PAFC - ogniwo paliwowe z
kwasem fosforowym stężony H3PO4
H2, CH3OH, gaz
ziemny, nafta,
biogaz
150-200 obiekty publiczne
MCFC - ogniwo paliwowe ze
stopionym węglanem
stopiony węglan
(Li, K, Na)
CH3OH, ziemny,
biogaz 600-1000 energetyka
SOFC - stałotlenkowe
ogniwo paliwowe ZrO2:Y2O3
H2, CH4, gaz
ziemny, biogaz 600-1000
energetyka,
kogeneracja
Elektrody zbudowane są z materiałów charakteryzujących się właściwościami elektrolitycznymi
względem odpowiednich reakcji połówkowych oraz takimi parametrami jak: odpowiednie rozwinięcie
powierzchni, właściwości absorpcyjne, trwałość chemiczna w warunkach pracy, stosunkowo niska
cena. Ogniwa paliowe dzięki pominięciu cyklu Carnota charakteryzują się wysoką sprawnością
70-90%.
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 7
Rysunek 2. Mechanizm działania ogniw paliwowych różnego typu (http://www.doitpoms.ac.uk/tlplib/fuel-
cells/printall.php)
O wyborze odpowiedniego rodzaju ogniwa paliwowego do konkretnego zastosowania decyduje
jego moc i temperatura pracy. Na rysunku 3 przedstawione są wybrane zastosowania ogniw paliwowych
z uwzględnieniem ich zapotrzebowania na moc. Do najbardziej obiecujących należą ogniwa ze stałym
tlenkiem SOFC – ze względu na możliwość osiągnięcia wysokich mocy, oraz ogniwa z membraną
polimerową PEMFC – ze względu na mnogość zastosowań. Dlatego też tylko te dwa typy ogniw zostaną
szerzej omówione.
Rysunek 3. Zastosowania poszczególnych rodzajów ogniw paliwowych.
3.1. SOFC – stałotlenkowe ogniwa paliwowe
Ten typ ogniwa wymaga wysokiej temperatury pracy ok. 600-1000°C (schemat na rysunku 4).
Dzięki temu, w ogniwie mogą być wykorzystane tańsze materiały (np. katalizatory niklowe zamiast
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 8
platynowych), a konstrukcja ogniwa nie wymaga takiej precyzji, jak w przypadku innych typów ogniw.
Ciepło uzyskiwane za pomocą tego ogniwa może być wykorzystane do ogrzewania bądź do
współgenerowania energii elektrycznej (kogeneracja), np. przy użyciu wysokosprawnych mikroturbin.
Prowadzić to może do wykorzystania energii paliwa aż w 75%.
SOFC to ogniwa nie zawierające komponentów ciekłych. Zyskują dzięki temu większą integralność
konstrukcji, a także większe możliwości minimalizacji grubości pojedynczego ogniwa, co ma kluczowe
znaczenie dla uzyskiwanej gęstości mocy systemu.
Problemem w technologii SOFC jest dobór materiałów o jednakowych współczynnikach
rozszerzalności cieplnej. Brak takiej kompatybilności prowadzi do nieuchronnego rozszczelnienia
ogniwa w trakcie cyklicznego nagrzewania (praca) i chłodzenia (postój). Ogniwa te narażone są
również na zjawiska interdyfuzji pierwiastków w wysokiej temperaturze.
reakcje na elektrodach:
katoda
1
2𝑂2(𝑔) + 2𝑒− + 𝑉0
•• = 𝑂0𝑥
anoda
𝐻2(𝑔) + 𝑂0𝑥 = 𝐻2𝑂 + 𝑉0
•• + 2𝑒−
reakcja sumaryczna:
𝐻2(𝑔) +1
2𝑂2(𝑔) = 𝐻2𝑂
Rysunek 4. Schemat działania stałotlenkowego ogniwa paliwowego wraz z zachodzącymi w nim reakcjami.
Jako elektrolit stosowany jest zestalony, nieporowaty tlenek metalu, zazwyczaj ZrO2 stabilizowany
Y2O3. Jego odpowiednia budowa zapewnia przewodnictwo jonowe tlenu rzędu 10-2 [S∙cm-1] (nośnikami
jonów tlenu są wakancje tlenowe) w szerokim zakresie ciśnień tlenu, 1-10-20 atm, gdyż styka się on
zarówno z atmosferą silnie utleniającą (od strony katody) jak i silnie redukującą (od strony anody gdzie
podawane jest paliwo).
Anoda, zazwyczaj oparta jest na ceramice niklowej lub kobaltowej (Co-ZrO2, Ni/YSZ, Ni/CeO2),
jest przewodnikiem jonowo-elektronowym. Przewodnictwo jonowe związane jest z wakancjami
tlenowymi YSZ lub w CeO2, a przewodnictwo elektronowe wynika z przewodzącej ścieżki
perkolacyjnej.
Rolę katody mogą pełnić tlenki La1-xSrxMO3-d, M=Mn, Fe, Co, Ni, o strukturze perowskitu. Są to
przewodniki jonowo-elektronowe, których przewodnictwo jonowe wynika z niestechiometrii
w podsieci tlenu (wakancje tlenowe) a przewodnictwo elektronowe związane jest z mieszaną
walencyjnością jonów M3+/M4+ i zależy od poziomu niestechiometrii tlenowej oraz ilości i rodzaju
domieszek.
Tak jak w przypadku pozostałych rodzajów ogniw, wszystkie komponenty ogniwa powinny
wykazywać kompatybilność chemiczną i termiczną (tabela 2).
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 9
Tabela 2. Właściwości i funkcje elementów składowych ogniwa paliwowego.
właściwości elektryczne właściwości termomechaniczne
katoda
np. LaMO3-y
przewodnictwo jonowo-elektronowe
aktywność katalityczna na granicy faz
porowatość
dopasowanie współczynników
rozszerzalności termicznej
adhezja
elektrolit
np. YSZ, GDC przewodnictwo jonowe
gazoszczelność
stabilność mechaniczna
anoda
np. Ni-YSZ, Ni-
GDC
aktywność katalityczna na granicy faz
przewodnictwo jonowo-elektronowe
adhezja
porowatość
dopasowanie współczynników
rozszerzalności termicznej
Ogniwa SOFC są jedną z najbardziej obiecujących grup ogniw, ze względu na możliwość łączenia
pojedynczych ogniw w stosy i nadawanie im różnorodnych kształtów. Daje to największą możliwą do
uzyskania moc w porównaniu z innymi typami ogniw. Dodatkowo są one łatwe w budowie, tanie
w eksploatacji i odporne na zniszczenia powstałe w czasie pracy.
Ogniwa paliwowe mogą być użyte jako przydomowe generatory prądu, systemy UPS
podtrzymujące napięcie w komputerach, jako awaryjne generatory prądu w szpitalach, jak również
zasilać sygnalizację świetlną na skrzyżowaniach oraz stanowić niezależne elektrownie.
3.2. PEMFC – ogniwa paliwowe z membraną polimerową
W tym ogniwach typu PEMFC elektrolitem jest membrana polimerowa, która transportuje protony
z anody na katodę (schemat na rysunku 5). Bardzo dobrym przewodnikiem jest Nafion – polimer, który
ma za zadanie działać jako sito protonów. Transport protonów przez membranę uwarunkowany jest
natomiast jej wilgotnością.
Jako elektrody stosuje się metale o niskim stopniu korozji np.: Al, Cu, C czy stal nierdzewna, które
od zewnętrznej strony pokrywane są platyną pracującą jako katalizator. Same elektrody to blacha
powyginana w harmonijkę albo z wyrytymi kanałami, lub po prostu siatka o drobnych oczkach.
Elektrody, stykające się poprzez cienką warstwę katalizatora z membraną polimerową, spełniają kilka
funkcji: odprowadzają prąd elektryczny przepływający przez ogniwo do obwodu zewnętrznego, służą
do równomiernej dystrybucji gazów doprowadzanych do całej czynnej powierzchni membrany, za ich
pośrednictwem następuje odprowadzenie wody wytwarzanej na styku katody z membraną na zewnątrz
ogniwa. Aby spełnić te funkcje, mają przeważnie strukturę kilkuwarstwową.
Najważniejsze cechy ogniw paliwowych typu PEMFC to odporność chemiczna, wytrzymałość
mechaniczna, łatwość wytwarzania cienkich warstw, możliwość absorpcji dużych ilości wody, łatwy
transport jonów H+, odwodnienie i spadek przewodnictwa protonowego przy wzroście temperatury
pracy powyżej 100°C.
Do zalet ogniwa PEMF należą duża sprawność w produkcji energii elektrycznej – do 65%, mała
ilość wydzielanego ciepła, dobra nadążność ogniwa w systemach poddawanych zmiennym
obciążeniom, krótki czas rozruchu, wysoka gęstość mocy, prostota budowy oraz niska temperatura
pracy. Jednakże konieczność zastosowanie metali szlachetnych, takich jak platyna Pt czy ruten Ru,
w elektrodach oraz konieczność zasilania ogniwa wodorem o wysokiej czystości stanowią poważne
wady.
Ogniwa PEMFC znajdują zastosowanie zarówno w urządzeniach przenośnych, niewielkich, jak
i w większych generatorach mocy. Dobrze sprawdzają się jako konwertory energii w układach
wszelkiego rodzaju, od elektronicznych urządzeń przenośnych, poprzez środki lokomocji, aż do
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 10
elektrowni. Stosuje się je do zasilania samochodów, telefonów komórkowych oraz przenośnych
wideokamer i komputerów.
utlenianie wodoru na anodzie:
𝐻2(𝑔) = 2𝐻+ + 2𝑒−
redukcja tlenu na katodzie:
1
2𝑂2(𝑔) + 2𝐻+ + 2𝑒− = 𝐻2𝑂
reakcja sumaryczna:
𝐻2(𝑔) +1
2𝑂2(𝑔) = 𝐻2𝑂
Rysunek 5. Schemat budowy ogniwa paliwowego typu PEMFC wraz z zachodzącymi w nim reakcjami.
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 11
4. Opisy wykonania ćwiczeń
UWAGA: Wszystkie obliczenia należy zawrzeć w sprawozdaniu!
4.1. Elektroliza wody
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania ogniwa paliwowego i elektrolizera.
Do wykonania ćwiczenia potrzebne są: moduł solarny, elektrolizer, ogniwo paliwowe, moduł
pomiarowy, kable, 2 długie rurki, 2 krótkie rurki, 2 korki (bez dziurki), 2 tuby, woda destylowana, źródło
światła.
Schemat 1
Opis wykonania ćwiczenia
1. Złożyć układ zgodnie ze schematem 1a, sprawdzić podłączenie kabli, włączyć moduł pomiarowy
i ustawić pokrętło w pozycji „OPEN”.
2. Cylindry elektrolizera zamknąć silikonowymi korkami, uzupełnić je wodą destylowaną do poziomu
0 ml, założyć tuby.
3. Źródło światła ustawić w odległości ok. 5 cm od modułu solarnego. Światło powinno padać na
moduł solarny prostopadle do jego powierzchni. Włączyć źródło światła i skierować je na moduł
solarny.
4. Odczekać 5 min, aż układ oczyści się a gazy znajdujące się w elektrolizerze zostaną uwolnione.
5. Ustawić pokrętło na module pomiarowy na 3 Ω i odczekać kolejne 3 min.
6. Po wyznaczonym czasie ponownie przełączyć moduł pomiarowy na „OPEN” i odczekać 3 min.
7. Wyłączyć światło, zatkać korkami rurki odpływu przy ogniwie (1b) i włączyć światło. Poczekać aż
cylinder wodoru wypełni się gazem do poziomu 5 ml, odciąć źródło światła i odczytać objętość
tlenu zgromadzonego w tym samym czasie.
8. Ustawić pokrętło na module pomiarowym na 10 Ω – przepływający prąd oraz ogniwo wykorzystują
zgromadzony wodór.
9. Gdy poziom wodoru w cylindrze osiągnie ponownie wartość 0 ml, odłączyć ogniwo paliwowe
i przestawić pokrętło na module pomiarowy na „OPEN” oraz odczytać objętość zgromadzonego
tlenu.
10. Wyniki pomiarów zebrać w poniższych tabelach.
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 12
Rozkład wody:
objętość poziom „0” / startowy poziom „1” / końcowy
VH2 [cm3]
VO2 [cm3]
Zużycie wodoru:
objętość poziom „1” / startowy poziom „0” / końcowy
VH2 [cm3]
VO2 [cm3]
Zagadnienia do opracowania w sprawozdaniu
1. Wyjaśnić cel eksperymentu, pojęcia utlenianie i redukcja.
2. Podać, wraz z równaniami reakcji, jakie procesy zachodzą na poszczególnych elektrodach.
3. Wyjaśnić, jakie procesy obserwowane są podczas eksperymentu.
4. Wyjaśnić, z czego biorą się różnice w objętości w procesie elektrolizy (reakcja w dwie strony),
jeżeli takie występują.
5. Obliczyć jaka objętość wodoru powstanie w procesie elektrolizy 5 cm3 wody oraz jaki procent w
5 cm3 stanowi ubytek wody.
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 13
4.2. Wyznaczanie liczby Avogadro
Celem ćwiczenia jest eksperymentalne wyznaczenie liczby Avogadro metodami elektrolitycznymi.
Do wykonania ćwiczenia potrzebne są: moduł solarny, moduł pomiarowy, elektrolizer, kable, krótka
rurka, korek, 2 tuby, woda destylowana, stoper, źródło światła.
Schemat 2
Opis wykonania ćwiczenia
1. Złożyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem 2a, sprawdzić podłączenie kabli.
2. Cylindry elektrolizera zamknąć silikonowymi korkami, uzupełnić je wodą destylowaną do poziomu
0 ml, założyć tuby.
3. Źródło światła ustawić w odległości ok. 5 cm od modułu solarnego.
4. Ustawić pokrętło na module pomiarowym na „SHORT CIRCUIT” i włączyć moduł pomiarowy.
5. Zatkać krótką rurkę korkiem (2b). Włączyć źródło światła i skierować je na moduł solarny. Światło
powinno padać na moduł solarny prostopadle do jego powierzchni.
6. Zmierzyć czas potrzebny do zgromadzenia 4 ml wodoru oraz wartość natężenia prądu. Jeśli wartości
zmieniają się w trakcie produkcji wodoru, wziąć wartość średnią.
7. Uwolnić nagromadzony wodór wyciągając korek z rurki.
8. Pomiary wykonać 3 razy (kroki 4-7).
9. Wyniki zebrać w tabeli.
natężenie prądu, I [A] czas, t [s] ładunek, q [C]
pomiar 1
pomiar 2
pomiar 3
Zagadnienia do opracowania w sprawozdaniu
1. Wyznaczyć średni ładunek potrzebny w warunkach normalnych do uwolnienia: a) 10 cm3 H2,
b) 24 cm3.
2. Obliczyć, ile ładunku jest potrzebne do uwolnienia 1 mola wodoru.
3. Wyznaczyć liczbę elektronów w 1 molu elektronów, a tym samym stałą Avogadro. Skomentować
otrzymany wynik.
Niezbędne dane: ładunek = prąd ∙ czas; ładunek elektronu e = 1,60∙10-19 [C]
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 14
4.3. I prawo Faraday’a
Celem ćwiczenia jest praktyczne wykorzystanie pierwszego prawa Faraday’a oraz określenie
wydajności elektrolizera.
Do wykonania ćwiczenia potrzebne są: moduł solarny, elektrolizer, moduł pomiarowy, kable, krótka
rurka, korek, tuba, woda destylowana, stoper, źródło światła.
Schemat 3
Opis wykonania ćwiczenia
1. Złożyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem 3a, sprawdzić podłączenie kabli
2. Cylindry elektrolizera zamknąć silikonowymi korkami, uzupełnić je wodą destylowaną do poziomu
0 ml, założyć tuby.
3. Źródło światła ustawić w odległości ok. 5 cm od modułu solarnego. Światło powinno padać na
moduł solarny prostopadle do jego powierzchni.
4. Ustawić pokrętło na module pomiarowym na „SHORT CIRCUIT”, włączyć moduł pomiarowy.
5. Zatkać wylot wodoru (3b), włączyć źródło światła i równocześnie włączyć stoper.
6. W czasie reakcji gromadzony będzie wodór. W odcinkach 120 sekundowych należy zmierzyć
napięcie i natężenie prądu oraz poziom wodoru.
7. Wyniki zebrać w tabeli.
czas, t [s] natężenie, I mA] napięcie, U [V] objętość, VH2 cm3]
pomiar 1
pomiar 2
pomiar 3
Volśrednia=
Zagadnienia do opracowania w sprawozdaniu
W oparciu o wyznaczoną doświadczalnie objętość wodoru wyznaczyć wydajność Faraday’a oraz
obliczyć wydajność energetyczną elektrolizera. Skomentować otrzymane wyniki.
Niezbędne dane: ΔHc(H2) = -286 kJ/mol
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 15
4.4. Krzywe charakterystyczne ogniwa paliwowego
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie krzywych charakteryzujących pracę ogniwa paliwowego.
Do wykonania ćwiczenia potrzebne są: moduł solarny, elektrolizer, ogniwo paliwowe, moduł
pomiarowy, kable, 2 krótkie rurki, 2 długie rurki, 2 korki, tuby, woda destylowana, stoper, źródło
światła.
Schemat 4a
Schemat 4b
Opis wykonania ćwiczenia
1. Złożyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem 4a, sprawdzić podłączenie kabli.
2. Cylindry elektrolizera zamknąć silikonowymi korkami, uzupełnić je wodą destylowaną do poziomu
0 ml, założyć tuby.
3. Źródło światła ustawić w odległości ok. 5 cm od modułu solarnego. Światło powinno padać na
moduł solarny prostopadle do jego powierzchni.
4. Ustawić pokrętło na module pomiarowym na „OPEN” i włączyć moduł pomiarowy
5. Włączyć źródło światła i skierować je na moduł solarny, poczekać 5 min na odgazowanie układu.
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 16
6. Ustawić pokrętło na module pomiarowym na 3 Ω i odczekać 3 min, po czym z powrotem ustawić
pokrętło na „OPEN” na 3 min.
7. Zamknąć korkami odpływy gazowe (4b).
8. Odłączyć moduł solarny gdy zgromadzony wodór osiągnie objętość 8 ml.
9. Podłączyć woltomierz zgodnie ze schematem 4b.
10. Zapisywać wyniki pomiaru zmieniając obciążenie na module pomiarowym poczynając od pozycji
„OPEN” w prawo, dla każdej rezystancji odczekać 30 sekund .
11. Po skończeniu pomiarów, powrócić na pozycję „OPEN” i odkorkować odpływy gazów.
rezystancja, R [Ω] napięcie, U [V] natężenie, I [mA]
OPEN
200
100
50
10
3
1
Zagadnienia do opracowania w sprawozdaniu
Narysować krzywe zależności napięcie-natężenie i moc-natężenie, oraz je scharakteryzować.
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 17
4.5. Wykorzystanie I prawa Faraday’a w ogniwie paliwowym
Celem ćwiczenia jest poznanie zależności prądowo-napięciowych, na których oparta jest zasada
działania ogniwa
Do wykonania ćwiczenia potrzebne są: moduł solarny, elektrolizer, ogniwo paliwowe, moduł
pomiarowy, kable, 2 krótkie rurki, 2 długie rurki, 2 korki, 2 tuby, woda destylowana, stoper, źródło
światła.
Schemat 5
Opis wykonania ćwiczenia
1. Złożyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem 5a, sprawdzić podłączenie kabli.
2. Cylindry elektrolizera zamknąć silikonowymi korkami, uzupełnić je wodą destylowaną do poziomu
0 ml, założyć tuby.
3. Źródło światła ustawić w odległości ok. 5 cm od modułu solarnego. Światło powinno padać na
moduł solarny prostopadle do jego powierzchni.
4. Ustawić pokrętło na module pomiarowym na „OPEN” i włączyć moduł.
5. Włączyć źródło światła i skierować je na moduł solarny, poczekać na 5 min na oczyszczenie układu.
6. Ustawić na module pomiarowym 3 Ω i odczekać 3 min
7. Po wyznaczonym czasie ponownie przełączyć moduł pomiarowy na „OPEN”, odczekać 3 min
i zamknąć korkami odpływu gazowe (5b).
8. Kiedy wodór wypełni cylinder do 5 ml należy odłączyć moduł solarny i włączyć stoper. Po czasie
5 min należy zmierzyć ubytek wodoru, ponieważ w każdym układzie są wycieki wodoru.
9. Włączyć źródło światła i ponownie zgromadź 5 ml wodoru.
10. Wyłączyć źródło światła i odłączyć moduł solarny.
11. Na module pomiarowym ustawić 3Ω, zapisywać zużycie wodoru przez ogniwo paliwowe co 120 s
przez 8 minuty.
12. Przełączyć moduł pomiarowy na „OPEN” i ponownie zgromadzić 5 ml wodoru.
13. Wyłączyć źródło światła. Na module pomiarowym ustawić rezystancję na 10 Ω i po 2 minutach
odczytać objętość wodoru zużytą przez ogniwo. Przełączyć moduł pomiarowy na „OPEN” i
zgromadzić wodór do objętości 5 ml. Powtórzyć pomiary dla rezystancji 5, 3 i 1 Ω.
14. Po ostatnim pomiarze przełączyć pokrętło na module pomiarowy na „OPEN” i odkorkować
odpływy gazowe.
15. Poprawić wyniki o wskaźnik ubytku wodoru.
16. Wyniki pomiarów zebrać w poniższej tabeli.
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 18
Ubytek wodoru
Objętość ubytku wodoru po 5 min
Wskaźnik ubytku wodoru [cm3/min]
Pierwsza część prawa Faraday’a
czas, [s] objętość, VH2 [cm3] objętość VH2
(poprawiona) [cm3]
60
120
180
240
Druga część prawa Faraday’a
opór, R [Ω] natężenie, I
[mA]
napięcie, V
[V]
objętość,
VH2 [cm3]
objętość, VH2
(poprawiona) [cm3]
10
3
1
Zagadnienia do opracowania w sprawozdaniu
1. Obliczyć wskaźnik ubytku wodoru w cm3/min, w oparciu o otrzymany wynik skorygować wyniki
pomiarów o wskaźnik ubytku H2.
2. Narysować krzywą ubytku wodoru.
3. Przeanalizować relację pomiędzy objętością zużytego wodoru a natężeniem prądu (I prawo
Faraday’a).
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 19
4.6. Ogniwo zasilane metanolem
Celem ćwiczenia jest poznanie zależności, na których oparta jest zasada działania ogniwa
metanolowego.
Do wykonania ćwiczenia potrzebne są: metanolowe ogniwo paliwowe, metanol o stężeniu 0,25 M,
0,5 M i 1 M, moduł pomiarowy, kable, korki (z dziurką).
Schemat 6
Opis wykonania ćwiczenia
1. Złożyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem 6, ustawić pokrętło na module pomiarowym na
„OPEN”.
2. Uzupełnić ogniwo metanolem o stężeniu 0,25 M, upewnić się, że nie ma żadnych zamkniętych
pęcherzyków powietrza, zakorkować ogniwo.
3. Odczekać 5-10 min na otwartym obwodzie.
4. Ustawić pokrętło na module pomiarowym na 3 Ω i odczekać 2 min.
5. Przestawić pokrętło na module pomiarowym na „OPEN”, odczekać kolejne 2 minuty.
6. Pokrętłem na module pomiarowym przestawiać wartość rezystancji co 60 s (czas potrzebny na
stabilizację ogniwa), poczynając od pozycji „OPEN”, następnie od 1 Ω do 200 Ω. Dla każdej
wartości oporu odczytać napięcie oraz natężenie prądu.
7. Po zakończeniu ćwiczenia ustawić pokrętło modułu pomiarowego na „OPEN”.
8. Powtórzyć pomiary dla pozostałych stężeń metanolu.
9. Wyniki pomiarów zebrać w tabeli.
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 20
rezystancja,
R [Ω]
0,25 M 0,5 M 1 M
napięcie,
V [V]
natężenie,
I [mA]
napięcie,
V [V]
natężenie,
I [mA]
napięcie,
V [V]
natężenie,
I [mA]
OPEN
200
100
50
10
3
1
Zagadnienia do opracowania w sprawozdaniu
1. Zapisać równania reakcji zachodzących na elektrodach.
2. Narysować charakterystyki napięcie-natężenie i moc-natężenie dla wszystkich stężeń metanolu (2
wykresy zbiorcze) oraz zinterpretować wyniki – jeśli pojawią się jakieś różnice należy wyjaśnić z
czego wynikają.
3. Jeśli wykonywane było ćwiczenie 4.4:
Porównać ogniwo metanolowe z ogniwem paliwowym (krzywe mocy, uzyskiwane napięcia i
natężenia prądu; łatwość/trudność użycia ogniwa).
W oparciu o otrzymane wyniki oraz dostępną wiedzę, napisać i uzasadnić, które ogniwo jest lepsze
i dlaczego.
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 21
4.7. Ogniwo zasilane etanolem
Celem ćwiczenia jest poznanie zależności, na których oparta jest zasada działania ogniwa zasilanego
etanolem.
Do wykonania ćwiczenia potrzebne są: etanolowe ogniwo paliwowe, etanol o stężeniach: 5, 8, 10,
13 oraz 15%, moduł pomiarowy, kable, strzykawka, zbiornik na etanol, cylinder, wiatrak, rurki
silikonowe, papierek uniwersalny.
Schemat 7
Opis wykonania ćwiczenia
1. Złożyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem 7. Zamknąć rurkę przepływową przy pomocy
klipsu.
2. Uzupełnić zbiornik etanolem o stężeniu 5% (60 ml), a następnie zakorkować.
3. Otworzyć klips, w momencie zapełnienia komórki etanolowej alkoholem nadmiarowa jego ilość
będzie wyciekać rurką odpływową, należy wówczas ponownie zamknąć klips i odczekać od 5 do 10
min, aż wiatrak zacznie się poruszać.
4. Przepnij układ zasilający wiatrak do modułu pomiarowego i odczytaj wartości napięcia i natężenia.
5. Odetkaj rurkę wylotową i nanieś kroplę zużytego alkoholu, zanotuj zmianę barwy.
6. Pomiary powtórzyć dla pozostałych stężeń etanolu. UWAGA! Przed każdorazową zmianą alkoholu
przepłucz komórkę analizowanym alkoholem.
7. Wyniki pomiarów zebrać w tabeli.
Stężenie roztworu napięcie, V [V] natężenie, V [V] barwa papierka (pH)
5
8
10
13
15
białe wino
Zagadnienia do opracowania w sprawozdaniu
1. Zapisać równania reakcji zachodzących na elektrodach.
2. Narysować charakterystyki stężenie napięcie i moc-natężenie dla wszystkich stężeń etanolu (2
wykresy zbiorcze) oraz zinterpretować wyniki – jeśli pojawią się jakieś różnice należy wyjaśnić z
czego wynikają.
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 22
3. Wyjaśnić zmianę barwy papierka uniwersalnego odpowiednimi reakcjami chemicznymi.
4. Jeśli wykonywane było ćwiczenie 4.7:
Porównać ogniwo etanolowe z ogniwem metanolowym (krzywe mocy, uzyskiwane napięcia i
natężenia prądu; łatwość/trudność użycia ogniwa).
W oparciu o otrzymane wyniki oraz dostępną wiedzę, napisać i uzasadnić, które ogniwo jest lepsze
i dlaczego.
5. Jeśli wykonywane było ćwiczenie 4.4:
Porównać ogniwo etanolowe z ogniwem paliwowym (krzywe mocy, uzyskiwane napięcia i natężenia
prądu; łatwość/trudność użycia ogniwa).
W oparciu o otrzymane wyniki oraz dostępną wiedzę, napisać i uzasadnić, które ogniwo jest lepsze
i dlaczego.
6. Jeśli wykonywane było ćwiczenie 4.4 oraz 4.7:
Porównać ogniwo etanolowe z ogniwem metanolowym i paliwowym (krzywe mocy, uzyskiwane
napięcia i natężenia prądu; łatwość/trudność użycia ogniwa).
W oparciu o otrzymane wyniki oraz dostępną wiedzę, napisać i uzasadnić, które ogniwo jest lepsze
i dlaczego.
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 23
4.8. Wpływ temperatury na wydajność ogniwa z etanolem
Celem ćwiczenia jest poznanie określenie efektywności pracy ogniwa etanolowego od temperatury.
Do wykonania ćwiczenia potrzebne są: etanolowe ogniwo paliwowe, etanol o stężeniach: 5, 10 oraz
15%, moduł pomiarowy, kable, strzykawka, zbiornik na etanol, cylinder, wiatrak, rurki silikonowe,
termometr, suszarka.
Opis wykonania ćwiczenia
1. Złożyć układ pomiarowy zgodnie ze schematem 7. Zamknąć rurkę przepływową przy pomocy
klipsu.
2. Uzupełnić zbiornik etanolem o stężeniu 5% (60 ml), włożyć termometr i odczytać temperaturę
roztworu.
3. Otworzyć klips, w momencie zapełnienia komórki etanolowej alkoholem nadmiarowa jego
ilość będzie wyciekać rurką odpływową, należy wówczas ponownie zamknąć klips i odczekać
od 5 do 10 min, aż wiatrak zacznie się poruszać.
4. Przepnij układ zasilający wiatrak do modułu pomiarowego i odczytaj wartości napięcia i
natężenia.
5. Przy użyciu suszarki podgrzej zbiornik z etanolem o 5 stopni, a następnie uzupełnij komórkę
podgrzanym roztworem.
6. Dokonaj pomiaru wartości napięcia prądu.
7. Proces powtarzaj co 5 °C w zakresie do max.60°C
8. Pomiary powtórzyć dla pozostałych stężeń etanolu. UWAGA! Przed każdorazową zmianą
alkoholu przepłucz komórkę analizowanym alkoholem.
9. Wyniki pomiarów zebrać w tabeli.
Temperatura, T [°C]
Stężenie roztworu
5% 10% 15%
napięcie, V [V] napięcie, V [V] napięcie, V [V]
Zagadnienia do opracowania w sprawozdaniu
1. Narysować charakterystyki temperatura-napięcie dla wszystkich stężeń etanolu (3 wykresy
zbiorcze) w oraz zinterpretować wyniki – jeśli pojawią się jakieś różnice należy wyjaśnić z
czego wynikają.
Laboratorium z Elektrochemii Ciała Stałego
Ćwiczenie nr 2 – Ogniwa paliwowe
Katedra Chemii Nieorganicznej 24
4.9. Wykorzystanie procesu elektrolizy wody do zasilania urządzeń – samochodzik
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadą działania ogniwa paliwowego i elektrolizera.
Do wykonania ćwiczenia potrzebne są: moduł solarny, ogniwo paliwowe, zbiorniki na wodór i tlen,
silikonowe wężyki, kable zasilające, źródło światła: (a) białego: zimnego, ciepłego, o mocy 1521 LM,
2000 LM, (b) zielonego, samochodzik.
Schemat 8
Opis wykonania ćwiczenia
1. Złożyć układ zgodnie ze schematem 8, nie podłączając rurek silikonowych od elektrolizera do
modułu paliwowego, sprawdzić podłączenie kabli.
2. Źródło światła ustawić w odległości ok. 5 cm od modułu solarnego. Włączyć źródło światła
i skierować je na moduł solarny.
3. Odczekać 5 min, aż układ oczyści się a gazy znajdujące się w elektrolizerze zostaną uwolnione.
4. Wyłączyć światło, podłączyć rurki silikonowe od elektrolizera do modułu paliwowego
5. Włączyć światło. Poczekać aż cylinder wodoru wypełni się gazem do poziomu 20 ml, odciąć źródło
światła i odczytać objętość tlenu zgromadzonego w tym samym czasie.
6. Odłączyć moduł solarny, a następnie podłączyć silnik samochodzika i zmierzyć czas jego pracy.
7. Wyniki pomiarów zebrać w poniższych tabelach.
Źródło światła
parametry białe zimne
1521 LM
białe ciepłe
1521 LM
białe zimne
2000 LM
zielone
1521 LM
tładowania [min]
trozładowania [min]
VH2 [cm3]
VO2 [cm3]
Zagadnienia do opracowania w sprawozdaniu
1. Wyjaśnić cel eksperymentu.
2. Podać, wraz z równaniami reakcji, jakie procesy zachodzą na poszczególnych elektrodach.
3. Wyjaśnić, jakie procesy obserwowane są podczas eksperymentu.
4. Wyjaśnić, z czego biorą się różnice w czasie gromadzenia wodoru oraz w objętości gazów w procesie
elektrolizy, jeżeli takie występują.