Hydrolyse

[bovbjerg]

Er der nogen der ved, hvor mange m3 knaldgas man får pr. kWh ved hydrolyse af vand.

m.v.h.
Jens

[bovbjerg]

Jeg mener naturligvis Nm3

m.v.h.
Jens

[Morten Jødal]

Jeg går ud fra, at du mener elektrolyse, ikke hydrolyse?
Hydrolyse betegner en type af kemiske reaktioner, der foregår i vandig opløsning og under medvirken af vand, men du synes at mene spaltning af vand ved hjælp at elektrisk strøm - og det er altså elektrolyse.

Nå, men til sagen:
Jeg VED ikke noget, for jeg kender ikke de sædvanlige tab ved processen, men termodynamisk kan jeg sige, at der skal tilføres 286 kJ/mol for at omdanne flydende vand til knaldgas. Det er omregnet 0,079 kWh, hvilket altså vil sige, at 1 kWh kan omdanne 12,6 mol vand til knaldgas.
Da gasmolekylerne er mindre, bliver der 1,5 mol knaldgas af 1 mol vand, altså ialt 18,9 mol (heraf ²/₃ brint og ¹/₃ ilt).
I mol fylder i normaltilstanden 22,4 L, så 1 Nm³ udgør 1000/22,4 mol gas = 44,6 mol.
Følgelig fylder de 18,9 mol, du kan få af en kWh, 0,42 Nm³.

Men dette er altså udregnet UDEN tab.

[bovbjerg]

Hej Morten
Tak for svaret og ja, det er selvfølgelig elektrolyse. Tabet kan vel kun være den varme der genereres i vandet. Så vidt jeg huske fra kemi, var det vist begrænset.

m.v.h.
Jens

[Morten Jødal]

Vand er jo elektrisk ledende (omend kun svagt - husk at tilsætte lidt svovlsyre for at øge ledningsevnen). Og en del af strømmen vil gå igennem væsken uden at føre til det ønskede resultat, men kun til varme.
Størrelsen af dette tab vil afhænge af spændingen. Hvis den er under 1,23V er det 100%, for det er den minimale spænding, der kræves til spaltning af et vandmolekyle.
Højere spænding øger omsætningen betydeligt - men når vi kommer blot en smule over den nødvendige spænding, øges også tabet.

Jeg har fundet et kvalificeret link, der opgør virkningsgraden til 73% ved en cellespænding på 1,7V.
Det er præsentationer fra en brintkonference, og nr. 2 fra oven - Elektrolyse_HansHenrik_HIH_Herning.pdf - indeholder den ønskede beregning.

[Kusco]

Jeg husker fra mine yngre dage, hvor dette emne var meget interessant, at et andet praktisk problem var at elektroderne blev udsat for en del korrosion som afsatte sig i vandet.
Har du et godt materiale som elektroder (altså ikke platin) ?

[Morten Jødal]

Ja, nu har jeg jo mest udført vandspaltning i lille skala som demonstrationsforsøg - med platinelektroder.
Findes der ikke en elektrisk ledende plastfolie, der kan anvendes til formålet?
Ellers ville jeg forsøge mig med kobber eller rustfrit stål 318. Problemet opstår især på iltsiden, hvor den frigivne ilt virker voldsomt oxiderende - men mon ikke der dannes en tæt oxidhinde på det rustfrie stål?
Dette er altså kun gæt!
Problemet er naturligvis løst, da der findes kommercielle vandspaltningsanlæg, hvis elektroder holder i årevis. Men jeg har ikke arbejdet med dem.

[Kusco]

Vi prøvede med forskellige materialer, hvilke kan jeg jo huske nu, men fx kobber afgiver et blåligt slam til vandet.
Fælles for dem var at ret hurtigt dannes der en belægning på dem som isolerer dem fra vandet hvorved processen langsomt går i stå.

Hvad er enheden Nm³ for noget ?
Newton-kubikmeter ?

[Morten Jødal]

Hvad er enheden Nm³ for noget ?
Newton-kubikmeter ?

Tjah ... denne enhed burde naturligvis ikke forekomme, da den ligner en SI-enhed, men ikke er det.
Den er ingeniørslang for NORMALkubikmeter - hvilket vil sige gasvolumen omregnet til trykket 1 bar og temperaturen 0°C.

Mht. dine elektrodeerfaringer stemmer de jo fint med, at det bedste materiale er og bliver ædelmetallet platin. Jeg vil tro guld også er egnet! 

Jeg har googlet lidt videre og fundet dette link til aktuel forskning i elektrodematerialer på DTU.
Udover de fine forslag til nye materialer indeholder linket også en faktaboks, hvoraf det fremgår, at pioneren Poul la Cour benyttede blyelektroder. At disse har lang holdbarhed stemmer jo fint med, at de benyttes i den velkendte blyakkumulator til bl.a. biler.

Det er naturligvis elektroden på iltsiden, som er det største problem - så hvis det er muligt at udforme apparatet,s å strømmen vendes med korte mellemrum, er en del af problemet løst.

[harbst]

Så vidt jeg husker fra min drengetid brugte man med rimelig succes kulstængerne fra gamle Hellesens Enkesbrumstenselementer. De er ret lette at pille ud. De er også ret store i de gamle telefonelementer.

Det duer ikke at vende strømretningen for tit til elektrolyse.

[Kusco]

Enkesbrumstenselementer

?

[Morten Jødal]

Jeg går ud fra, at harbst mener brunstenselementer - forstavelsen "enkelt" (som jeg gætter på der skulle stå i stedet for "enke") siger det samme som "elementer" i stedet for "batterier" - og er altså overflødig, hvis det er dette, der menes.
Jeg har en gang selv benyttet kulelektroder, da jeg var i nød for platinelektroder, men stoppede forsøget efter få sekunder, da anoden blev ædt utroligt hurtigt. Det var dog kulstænger til en buelampe - men mon ikke Hellesens kulstænger har nogenlunde samme (u)stabilitet?

Hvis man vender strømretningen, skal man selvfølgelig samtidig ombytte opsamlingsbeholderne til ilt og brint - det er livsfarligt at opsamle knaldgas i en enkelt beholder! Men da begge produkter er gasser, ser jeg ellers ikke de store problemer i at vende strømretningen. Hvis andre har fået øje på et problem, jeg har overset, lader jeg mig gerne belære!

[B Mønnike]

Livsfarligt afhænger da bestemt af mængde og ens personlige afstand til knalgasbeholderen.

Formuleringen må være at knaldgas er eksplosiv og det er derfor uklogt at samle den i større beholdere i nærheden af ting mennesker og dyr da dens ekplosioner er ret kraftige.

[efry]

Hellesen batterierne med tiger-mærket blev fremstillet af en fabrik, der havde navnet:

Hellesens Enke og V. Ludvigsen

I daglig tale blev fabrikken dog blot kaldt Hellesens Enke eller endnu kortere Hellesen.

Der skulle formodentligt have stået Hellesens Enkes brunstenselementer

[harbst]

Der skulle formodentligt have stået Hellesens Enkes brunstenselementer

Helt korrekt.
Undskyld min sjusken med tasterne.

På Norsk Hydroes hjemmeside om deres elektrolyse celler kan man læse følgende:

Low energy consumption — 4,3 kWh/Nm3

The electrode design includes our own specially developed catalytic coating which cuts cell voltage, reducing specific energy consumption by up to 20% compared with other electrolysers currently available. This is a significant factor when you consider that 80 to 90 percent of the total operating cost of an electrolyser is the cost of energy.

Energiforbruget må være pr m3 brint hvilket modsvarer ca 2,9 kWh pr m3 knaldgas . Det er kun lidt mere end Mortens teoretisk beregnede. Så de gør det ganske effektivt.

Desværre står der ikke hvad elektroderne er af . Mener at huske, at elektrolytten er kaliumhydroxyd opløst i vand.