将高新科技成果引入物化实验教学 启迪学生的创新思维
冯春梁 教授
化 学 化 工 学 院 辽宁省省级化学实验教学示范中心 2010年11月
一、将高新科技成果引入课堂教学的意义
提高自主创新能力，建设创新型国家是国家发展战略的 核心，是提高综合国力的关键，是落实科学发展观的重大
举措，是我国面向未来发展的重大战略选择。
二、开设燃料电池实验 启迪学生的创新思维 克服能源危机的出路 ★氢能源
氢是一种比较理想的能源 。利用自然界大量 存在的水由电解水产生氢或太阳能光催化水分解氢。氢能 最好的利用方式：
燃料电池
★太阳能的利用 ★生物质燃料能源 ★水电与潮汐发电 ★风力发电
二、开设燃料电池实验 启迪学生的创新思维 燃料电池是一种将燃料和氧化剂的化学能通过电化学反应
三、燃料电池的工作原理
氢燃料电池的 工作原理
图３ 燃料电池工作原理图。图中 Anode 为阳 极，Cathode 为阴极，Bipolar Plate 为双极板，
阳极半反应：H2 → 2 H+ + 2 e阴极半反应：1/2 O2 + 2 H+ + 2 e- → H2O 电池总反应：H2(g) + 1/2 O2(g) → H2O(l)
掌握膜电极制作技术。 掌握燃料电池安装方法。 选择负载（灯泡或小型风扇）。 研究燃料电池放电曲线的测试方法。
四“燃料电池的制备与性能”实验教学内容
参考文献方法，了解燃料电池的各种配件的作用。了解催化 剂的制备技术以及表征其催化活性的方法 研究质子交换膜的预处理及碳纸的预处理技术 膜电极制作技术
。
燃料电池安装方法
创新型人力资源是建设创新型国家的关键要素之一。 培养创新型人才是高等院校义不容辞的责任，也是高等 院校教学改革的重要方向。 改革教学内容，不断将高新科技成果引入课堂教学对创 新型人才的培养具有至关重要的作用，是一项值得深入研 究的重要课题。
一、将高新科技成果引入课堂教学的意义
实施三层次教学的问题：设计研究性实验内容太少，实验
二、开设燃料电池实验 启迪学生的创新思维 能源危机迫在眉睫
★ 石油资源大约在2050年左右宣告枯竭； ★ 天然气储备将在57～65年内枯竭； ★ 煤的储量约为5600亿吨，可以供应169年； ★ 铀的年开采量目前为每年6万吨，估计可维持到21世纪30 年代中期； ★ 燃烧矿石燃料时，直接向大气排放大量的废气，在全球形 成严重污染，所产生的温室效应、酸雨、光化学烟雾等已 严重威胁着人类的生存环境。
Eo = 0.00 V Eo = 1.23 V Eocell = 1.23 V
(1) (2) (3)
四、燃料电池的组装技术
小型燃料电池的制备
小型燃料电池的配件
一体化燃料电池发电系统
五、实验目的与要求
了解燃料电池的工作原理及各种配件的作用。 查阅相关文献，研究催化剂的制备技术及表征方法。
研究质子交换膜的预处理及碳纸的预处理技术。
二、开设燃料电池实验 启迪学生的创新思维
燃料电池是一个既熟悉又陌生的概念，从大学教授到中小
学生还很少有人触摸到这个既简单又神秘的新生事物。
将这项高新技术引入高校实验教学，使学生全面了解燃料 电池的基本原理和制作过程及使用方法，不仅可以增强学生 的节约能源意识和环保意识，还可以培养青年学生的创新意 识。 尤其是师范院校的毕业生对燃料电池有了感性认后，走向 社会就有能力向全社会的中小学生进行科普教育，引导广大 青少年崇尚科学，热爱科学，树立献身科学事业的远大理想。
负载的选择 燃料电池放电曲线的测试方法
二、研究内容及方法
燃料电池的制组装与性能”是一个现代
物理化学实验，它Байду номын сангаас经典实验内容与现代科
技成果有机结合在一起，是一个真正意义上
的综合设计性实验。开设这类实验对培养创
新型人才具有重要意义。
谢谢大家！
内容比较陈旧，与现代科技发生脱节；
科学技术飞速发展，日新月异，而教学内容30年一贯制 ，
不利于合格人才的培养。
教改的问题是教员的问题 ，专家、教授都应该花费一定的 心血投身于教学改革，培养更多的创新新人才 将燃料电池技术引入实验教学具有重要意义，国内外均未 见报道，有利于素质教育，有利于培养创新意识。
直接转变为电能的发电装置。
燃料电池有很多优点：
能量转换效率高； 一般用氢作燃料，氧气为氧化剂，产物为 水，因此，它 对环境的污染很小； 燃料电池有广泛的用途。
二、开设燃料电池实验 启迪学生的创新思维
氢燃料电池电车 通用汽车公司已研制成功使用液氢燃料电池产生动力 的零排放概念车“氢动一号”，该车加速快，操作灵活， 从0～100km/h加速仅16s，最高时速可达140km/h，续驶 里程400km。 截止2005年9月，戴姆勒-克莱斯勒公司生产的200辆 燃料电池汽车已行驶于欧洲及美国、日本和新加坡的街头。 在上海世博园，奔跑的新能源汽车中，燃料电池汽车 共有196辆，包括了专用于贵宾接待的90辆燃料电池轿车， 跑在世博园区世博大道上的6辆燃料电池公交客车和跑在 世博园区博成路和高架步道两条观光线上的100辆燃料电 池观光车。