Waterstof cel

[Rolf Smit]

Beste mensen,

ik was vandaag bezig met electrolyse van H20. Ik gebruikte rvs platen (zie vorige topic) en 10 volt spanning, alles ging prima en ik deed de voedingsbron uit, zoals verwacht zakte de volt meter en hij bleef hangen op 2 volt, beter gezegd ik had een waterstof cel gemaakt, ik begon na te denken en dacht dit principe uit,



bovenste plaatje links zie je mijn proef opstelling die ik vandaag gebruikte,

bovenste plaatje rechts zie je de verbeterde versie, het het gas kan dus niet weg en word dus optimaal gebruikt, er is alleen aanvoer, maar werkt deze wel?

middelste plaatje zie je het ontwerp met een pem membraan (proton exchange membrane), er zit nog Na2So4 oplossing tussen werkt deze in tegen stelling tot boven rechts wel?

onderste plaatje, een bijna echte fuel cell, werkt deze?

mijn vraag is dus eigenlijk hoe bouw ik een fuel cell die zo efficiënt mogelijk werkt? en wat is nou eigenlijk een pem membraan? ik snap nog steeds niet precies waar het voor dient.

Rolf Smit

[hzeil]

Rolf Smit,

Jij wilt dus een brandstofcel maken die gevoed word door waterstofgas. Daartoe moet je waterstof en zuurstof (evt. lucht)

naar de beide electroden voeren. Dat zie ik nog niet in je schetsen.

Als je de elecrolysestroom van de natriumsulfaatoplossing uit zet krijg je gedurende een korte tijd een celspanning van omstreeks 0.7 Volt. ( Geen 2 Volt). Maar daar kun je geen energie (volt maal ampere maal tijd) aan onttrekken want de stroomsterkte is nul!.

Een protonexchange membrane (PEM) is een ionselectief membraan dat dat wel kationen doorlaat maar geen anionen.

Meestal kunnen er meerdere soorten kationen worden doorgelaten. Een echte, selectieve PEM is de glaselectrode die voor pH metingen wordt gebruikt.

[Rolf Smit]

Rolf Smit,

Jij wilt dus een brandstofcel maken die gevoed word door waterstofgas. Daartoe moet je waterstof en zuurstof (evt. lucht)

naar de beide electroden voeren. Dat zie ik nog niet in je schetsen.

Als je de elecrolysestroom van de natriumsulfaatoplossing uit zet krijg je gedurende een korte tijd een celspanning van omstreeks 0.7 Volt. ( Geen 2 Volt). Maar daar kun je geen energie (volt maal ampere maal tijd) aan onttrekken want de stroomsterkte is nul!.

Een protonexchange membrane (PEM) is een ionselectief membraan dat dat wel kationen doorlaat maar geen anionen.

Meestal kunnen er meerdere soorten kationen worden doorgelaten. Een echte, selectieve PEM is de glaselectrode die voor pH metingen wordt gebruikt.

de 0,7 volt is niet waar, ik gebruik grotere platen en meerdere (de schets is versimpelt) vandaag kreeg ik een spanning van 2,5 volt waar ik een led lampje voor ongeveer 40+- seconden kon op laten branden. natuurlijk zakt de spanning op een gegeven moment naar 0 dit komt omdat er geen gas meer op de platen zit. maar als je een gas aanvoer hebt zoals ik tekening 2 tot en met 4 dan blijft die spanning er dus. (rechts komt het waterstof gas er in links het zuurstof). o ja de ampere is niet nul want dan is er geen stroom kring. Als ik er een led lampje tussen hang is er wel een stroomkring, en eentje met weerstand dus ik heb ampere.

Rolf

[hzeil]

Rolf Smit,

De theoretisch maximale spanning van een waterstof-zuurstof brandstofcel is 1.229 Volt. Je kunt dus niet boven deze waarde uitkomen. Ook niet met heel grote platen. In werkelijkheid kom je voor een enkelvoudige cel niet verder dan 0.7 Volt. Alleen via serieschakeling van meerdere celllen kun je tot 2.0 Volt komen. Kontroleer je meetcircuit eens goed.

Voor een heel korte tijd kun je dus niet tot 2.0 Volt komen na het uitschakelen. Zeker niet met RVS als electrodemateriaal.

Bij electrodematerialen waarin atomaire waterstof of zuurstof kunnen worden opgelost is het denkbaar dat je voor korte tijd een wat hogere spanning kunt bereiken. Maar voorbeelden weet ik nu niet.

Een andere kwestie is het grote pH verschil tussen de electrolieten bij de electroden. Heb je geroerd in deze ongebufferde electroliet?

Als de diffusiepolarisatie na het uitschakelen van de stroom nog een tijdje blijft bestaan geeft dat een schijnbaar hogere celspanning. Maar ik betwijfel of je daarmee tot 2.0 Volt komt.

[Rolf Smit]

Rolf Smit,

De theoretisch maximale spanning van een waterstof-zuurstof brandstofcel is 1.229 Volt. Je kunt dus niet boven deze waarde uitkomen. Ook niet met heel grote platen. In werkelijkheid kom je voor een enkelvoudige cel niet verder dan 0.7 Volt. Alleen via serieschakeling van meerdere celllen kun je tot 2.0 Volt komen. Kontroleer je meetcircuit eens goed.

Voor een heel korte tijd kun je dus niet tot 2.0 Volt komen na het uitschakelen. Zeker niet met RVS als electrodemateriaal.

Bij electrodematerialen waarin atomaire waterstof of zuurstof kunnen worden opgelost is het denkbaar dat je voor korte tijd een wat hogere spanning kunt bereiken. Maar voorbeelden weet ik nu niet.

Een andere kwestie is het grote pH verschil tussen de electrolieten bij de electroden. Heb je geroerd in deze ongebufferde electroliet?

Als de diffusiepolarisatie na het uitschakelen van de stroom nog een tijdje blijft bestaan geeft dat een schijnbaar hogere celspanning. Maar ik betwijfel of je daarmee tot 2.0 Volt komt.

het zou inderdaad door de ph verschillen kunnen komen, maar waarom kom je niet verder dan 1.229 volt? is daar een rede voor?

[hzeil]

Rolf,

De theoretisch maximale celspanning van 1.229 Volt volgt uit de thermodynamica en kun je berekenen uit de vrije enthalpie verandering bij de reaktie tussen waterstof en zuurstof. Maar het voert te ver om dit hier allemaal te behandelen. Vraag je docent om een boekje waar dat in staat.