Wasserelektrolyse ohne Verunreinigung?
Ich möchte eine Wasserelektrolyse bauen, jedoch fehlen mir die erweiterten chemischen Kenntnisse. Zwar weiß ich wie alles chemisch funktioniert etc.. Jedoch wurden wir von einigen Jahren in der Schule nicht über Ausnahmefälle unterrichtet. Folgenden Werdegang habe ich bereits hinter mir
Elektrolyse:
beide Elektroden Eisen + Leitungswasser + Salz als Elektrolyt
--> Färbung des Wassers -> Schrauben oxidieren
beide Elektroden aus Nickelschrauben + Leitungswasser + Salz als Elektrolyt
--> Färbung des Wassers -> Wasser mit eisen/kupfer etc verunreinigt
beide Elektroden aus Nickelschrauben + destilliertes Wasser + Salz als Elektrolyt
--> Färbung des Wassers
Ich weiß echt nicht weiter, da die Färbung, bzw die Oxidation, die Leitfähigkeit des Wassers erhöht und die Effizienz der Elektrolyse senkt. Ich habe nun von iwas mit Überspannung gehört. bisher habe ich 35V angelegt. Was tue ich mom. falsch? Ist das Elektrolyt schuld oder die Spannung?
3 Antworten
Das Problem ist, dass sowohl Nickel als auch Eisen bei der Elektrolyse ins Wasser geht.
Du brauchst dafür chemisch sehr träge Metalle idr nimmt man dafür Platin, aber Gold sollte natürlich auch funktionieren.
Zunächst mal ist Kochsalz völlig ungeeignet, weil sich an der Anode eher Chlor als Sauerstoff bildet. Mit Salzsäure hast du dasselbe Problem. Gut geeignet sind Schwefelsäure und Natriumhydroxid, natürlich nicht zu konzentriert.
Das Anodenmaterial ist auch kritisch. Unedle oder nicht sehr edle Metalle wie Kupfer können als Ionen in Lösung gehen. Wenn du kein Gold oder Platin hast, bietet sich Kohle an, z.B. eine Bleistiftmine.
Das Kathodenmaterial ist weniger kritisch. Dort wird ja nicht oxidiert, sondern reduziert. Platin hat den Vorteil, die Entstehung des gasförmigen Wasserstoffs quasi zu katalysieren, sodass weniger Spannung nötig ist und Verluste etnstehe. Aber Platin hat man nicht einfach im Haus, daher nimm irgendein Metall, oder Kohle.
Die theoretisch nötige Spannung beträgt übrigens ganze 1,24 V, wenn ich mich recht erinnere. Etwas mehr ist nötig, um die Hemmung der Reaktionen zu überwinden, gerade dann, wenn Gase im Spiel sind. Man spricht auch von Überspannung. Aber dann sind vielleicht 2 oder 2,5 V nötig, keinesfalls 35. Du verschwendest so auch > 90 % der Energie.
Eine zu hohe Stromdichte kann sogar zu unerwünschten Reaktionen führen. Bei Benutzung von Schwefelsäure z.B. zur Bildung von Peroxodischwefelsäure, Peroxomonoschwefelsäure (Knabberwasser, Piranhasäure) und Wasserstoffperoxid.
Destilliertes Wasser und Säure dazu geben. Im Leitungswasser sind die verschiedensten Mineralien enthalten, die als Verunreinigungen betrachtet werden können. Calcium, Magnesium etc..
LA