moon_camp

Energie z vody - Jak vyrábět kyslík a vodík na Měsíci

Stručný popis:

V této sadě tří aktivit se studenti seznámí s elektrochemií.

Vprvní aktivitě postaví voltaickou hromadu - jednoduchou baterii. Tento vynález znamenal počátek elektrochemie.

Poté se studenti budou věnovat elektrolýze. Elektrolýza využívá elektrický proud k rozdělení vody na vodík a kyslík. Tyto produkty mohou být použity jako pohonné látky pro kosmické lodě a/nebo jako kyslík pro posádku.

V poslední aktivitě studenti zkoumají a používají palivový článek.
Předmět: Věda, chemie, fyzika
Cíle učení

  • Pochopte, jak baterie funguje.
  • Proveďte experimentální činnost, která potvrdí, že určité chemické reakce mohou vytvářet elektřinu.
  • Proveďte experimentální činnost, která potvrdí, že elektřina může vyvolat určité chemické reakce.
  • Studium elektrolýzy vody a jejích aplikací.
  • Prozkoumejte palivové články a jejich použití.
  • Napište vyvážené rovnice pro chemické reakce REDOX.
  • Vhodně používat vybavení k provádění a zaznamenávání pozorování.
    •  
    Věkové rozmezí:
    14 - 16 let
     
    Čas
    Příprava: 1 hodina
    Lekce: 2 hodiny
     
    Zdroj je k dispozici v:
    Angličtina, Dánský, Francouzština, Němčina, Italský, Polský a Španělština
    Stáhnout aktivitu PDF - EN
    Aktivita 1: Sestavte si vlastní baterii

    V této aktivitě žáci zkonstruují voltaickou hromádku - jednoduchou baterii - z kovových destiček, utěrky a octa. Voltova hromádka využívá k výrobě elektřiny spontánní chemickou reakci.
    Vybavení

  • 6 talířů zince (na skupinu)
  • 6 měděných desek (na skupinu)
  • 1 utěrka (na skupinu)
  • Nůžky
  • Ocet
  • Smirkový papír
  • 2 pružné gumičky
  • Dráty s krokosvorkami
  • Multimetr
  • Baterie AA (volitelné)
    • Aktivita 2: Elektrolýza

    V této aktivitě studenti sestrojí elektrolyzér: zařízení, které pomocí dvou elektrod přivádí do kapaliny elektrický proud. Zařízení použijí k elektrolýze vody a zjistí, že je možné rozdělit vodu na její složky: kyslík a vodík.
    Vybavení
     
  • Plastová nádoba s víkem (se dvěma otvory)
  • 2 zkumavky
  • 2 ocelové kolíky
  • 2 kádinky
  • Měděný drát
  • Baterie (volitelně: solární článek)
  • 400 cm³ destilované vody + 12 g NaOH (rozpouštění 3%)
  • Destilovaná voda
  • Rukavice
    • Aktivita 3: Palivový článek

    V této aktivitě studenti využijí produkty elektrolýzy vody (H2 a O2) v palivovém článku. Budou zkoumat, jak palivové články vyrábějí elektřinu a teplo z chemické reakce. Studenti zváží možnosti a omezení palivových článků pro průzkum Měsíce.
    Vybavení

  • Palivový článek
  • Injekční stříkačka
  • Deionizovaná a destilovaná voda
  • Napájení (baterie, solární článek)
  • Křemíkové trubky a uzávěry
  • 30 ml kádinky a vnitřní nádobky (viz příloha 2)
  • Dráty s konektory
  • Akční členy (motory, LED diody, auta atd.)

    • Věděli jste to?

    Elektrolýza vody je hlavní metodou výroby kyslíku na palubě Mezinárodní vesmírné stanice (ISS). Voda se shromažďuje z moči, odpadních vod a kondenzátu a v systému generování kyslíku (OGS) se štěpí na kyslík a vodík.

    Zdrojem energie jsou solární panely o velikosti fotbalového hřiště. Podobný systém by mohl být použit i na Měsíci.

    ISS na oběžné dráze kolem Země

    Klíčová slova:
    , , , , ,