Wie kann ich die elektrische Energie für eine Wasserelektrolyse berechnen ?
Hallo, ich möchte gerne berechnen wie viel Energie benötigt wird um Wasser in einer als Elektrolyseur wirkenden Brennstoffzelle zu elektrolysieren.
Die elektrische Energie soll in kWh angegeben werden.
Mir würden dafür folgende Formeln einfallen
E(elektrisch) =U*I*t
Q=z*(m/M) *F
m(H2) ist unbekannt bzw soll möglichst real gewählt werden
Weiterhin würde mich interessieren inwiefern der Wirkungsgrad miteinbezogen werden muss.
Vielen Dank schon mal für eure Antworten.
1 Antwort
Du brauchst 2 Elektronen pro H₂-Molekül bzw. pro ½ O₂-Molekül.
Über die Avocadro-Konstante und die Molmasse von Wasserstoff erhältst du die Elekronenanzahl pro Masse Wasserstoff. Wenn du von Volumina ausgehst, brauchst du zusätzlich noch die Gasgleichung oder das Molvolumen bei deinen Bedingungen, das sind b.B. 22,4 l/mol.
Über die Elementarladung erhältst du die Anzahl der Elektronen pro Ladung.
Das kombiniert ergibt also eine Umrechnung zwischen Ladung und Masse (bzw. Volumen) und Ladung, also z.B. C/kg oder C/l.
Und dann wird es spannend, denn rein theoretisch beträgt die Zersetzungsspannung 1,24 V, wenn ich mich recht erinnere. In der Praxis gibt es aber gerade bei Gasen eine sog. Überspannung, du brauchst also eine höhere Spannung und der Rest der Energie verpufft als Wärme.
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Du kannst auch einfach die Standardbildungsenergie von Wasser ermittteln. Der Wert zur Elektrolyse ist dann der negative Wert. Die kannst du dann in kWh umrechnen, denn bekanntlich ist 1 J = 1 Ws.
Dazu kommt dann noch die Berücksichtigung des Wirkunsgrads.
Für hilfreicher - wenn auch recht fummelig - halte ich es, das selbst zu machen.
Danke für die schnelle Antwort
Es wäre aber auch hilfreich das an einem Beispiel zu illustrieren