那么我们能否在家里就制作一个燃料电池呢？

答案是肯定的！

那么怎么才能在家里制作出一个真正的燃料电池呢？

且听下面慢慢讲解：

首先需要准备一些材料，包括一个碗、一个耳机、家里吃饺子的醋、几个金属勺子、还有自来水、和一根铅笔，如图所示。下面一步步介绍制备过程。

图 3. 燃料电池所需的各种材料的照片。

第一步、铅笔要做一点加工。把铅笔的两端都用小刀削去很多外面的木头，露出里面的石墨心，一端露出2 厘米，另一端露出1 厘米，如图所示。小朋友们要注意了：一定要让大人帮你削铅笔啊，否则有削到手的危险。

图 4. 铅笔的加工要求。

第二步、配置醋酸的溶液。把我们常用的吃饺子的食醋导入碗中，只要盖住碗底就可以了，多一点也没关系。然后倒入半碗自来水，冷的就行。用勺子搅匀。

图 5. 配置醋酸的溶液。

第三步、很简单，带上耳机，但是耳机的插头要露出来，备用。这里要特别说明一下，耳机的接口有四段，如图 6所示。也有的耳机是三段。每一段的功能是不一样的。第一段是公共端，最后两端（这里是第三、第四段）分别是左右耳机。

图 6. 耳机的示意图，其接口包含四段。

第四步、把金属勺子放入醋酸的溶液，同时把铅笔的长端放入醋酸溶液中，如图 7所示。

图 7. 金属勺子和铅笔的长端都放入醋酸溶液中。

第五步、就是见证奇迹的时候了，介绍怎么让燃料电池发电。把铅笔的另一端，也就是短的一端跟耳机第一段接触，如图所示。而勺子的柄部可以反复的接触第三段或者第四段，并分开。这时候就能听到耳机中传来沙沙的声音了，这个声音就是燃料电池的电流声。只要不停的断开再接触就能听到源源不断的电流声。你的第一个燃料电池大功告成了！！！

图 8. 燃料电池发电的启动步骤。（a）把铅笔的短端与耳机接口的第一段相连。（b）把勺子的金属柄与耳机接口的第三、第四段反复接触，再分开。（c）燃料电池发电的示意图。

为了让发电能够顺利进行，有几点需要特别注意：

1.    铅笔的长端和勺子都必须一直浸没在醋酸的溶液中，始终不能离开。

2.    铅笔的任何位置不要接触金属勺。

3.    勺子的金属柄与耳机接口的第三、第四段需要反复接触，再分开，不能一直接触，否则只能听一次莎莎声。（为什么？留给读者自己思考。）

4.    一定要保持铅笔的短端与耳机接口的第一段保持一直相连，一定不能断开，否则听不到声音。

第六步、让我们做一点更加深入的研究吧。研究的内容是哪个勺子的声音更大？只要换不同的勺子，就可以听到大小不同的声音，一般来说，声音越大说明发电的能力越强。我们实验的好多勺子，图 9给出四个勺子的声音大小顺序。那么另一个问题又出现了：为什么有的声音大有的声音小呢？

图 9. 四种勺子的莎莎声大小的顺序。

那么这个燃料电池是怎么工作的呢？跟我们前面介绍的燃料电池一样吗？下面听我们仔细的揭示。首先，我们可以把上面的燃料电池本质图画出来。从图中可以看出，我们的电池实际是一个碳电极、酸和一个金属电极构成。我们的铅笔芯的主要成分是石墨，就是一种碳材料。我们吃饺子的醋就是醋酸，是一种酸。而我们的金属勺主要成分是铁、镍等金属，充当一种金属电极。其中，金属勺相当于一种燃料，类似于我们前面介绍的氢气，可以发生氧化，同时释放电子。而醋酸溶液就充当我们前面提到的质子交换膜。而碳是一种可以催化剂，可以把氧气（O₂）催化还原，转化为水，同时结合电子。这样一个完整的燃料电池就制备出来了，它的学术名字是“金属-空气燃料电池”，也是燃料电池大家族的一员。

当然，由于我们的不锈钢勺子比较耐腐蚀，而且铅笔芯也很小，所以我们的电流很小。然而，我们的耳机非常灵敏，而且我们的耳朵也非常灵敏，所以我们仍然可以听到电流的声音。

更加专业的分析一下。在我们的燃料电池中，金属勺中的金属被氧化，同时释放出电子，反应的方程为：

Fe - 2e^- è Fe²⁺

其中，碳电极上的反应的方程为：

(1/2)O₂ + 2H⁺ + 2e^- è H₂O

这里，碳是一种可以催化剂，可以把氧气（O₂）催化转化为水，同时结合铁释放出来的电子。由于我们的实验是在空气中做的，所以的醋酸溶液中溶解了一定浓度的氧气。鱼在水里可以生存，就是因为鱼可以用腮获取水中的氧气，我们这里是一个道理。完整的反应为：

Fe + (1/2)O₂ + 2CH₃COOH è H₂O +Fe (CH₃COO)₂

其中CH₃COOH就是醋酸的分子式。通过这个反应可以看出，我们的不锈钢勺子变成了醋酸铁，溶解到了水里了。

好的，我们燃料电池的家庭小实验大功告成了。从这个实验我们成功制作了一个属于我们自己的电池、而且是真正的燃料电池。另外，我们也详细解释了这个燃料电池的工作原理，不过这个原理要初中以上的学生才会比较容易懂。我们的小朋友不懂也没关系，只要能把实验做出来就是胜利了。

当然，专业的燃料电池制作是比较复杂的，要用到很多专业的材料和设备，需要到专业的实验室里面才能做，做好的燃料电池还需要专业的仪器进行检测。如果要用到我们的生活中就要解决更多的问题了。如果有感兴趣的读者以后可以找一些专业的书籍，或者联系我们进行一些燃料电池的体验。让我们共同努力，让燃料电池早日走进我们的生产和生活，为我们的发展提供动力。

PS：特别感谢一个小朋友陪我一起做完这个实验。