Springen naar inhoud

Brandstofcel


  • Log in om te kunnen reageren

#1

bartnijmegen

    bartnijmegen


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 juni 2008 - 09:11

Hoi allemaal,
een brandstofcel die wij hebben kan theoretisch maximaal 1,23 V produceren. Helaas blijkt hij maar 0,86 V maximaal te produceren. De oorzaak hiervan blijkt te liggen aan de overspanning. Nu hebben drie factoren hier mee te maken:
1) indringins overspanning (invloed van katalysator)
2) interne weerstand (structuur van brandstofcel)
3) diffusieoverspanning (invloed van het transport van gassen)

We hebben een demonteerbare brandstofcel, dus kunnen we in ieder geval membranen veranderen.
Nu is onze vraag of jullie misschien nog andere manieren hebben om deze 3 factoren te veranderen om de overspanning te minimaliseren?

Bij voorbaat dank!

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 juni 2008 - 13:51

Er is pas sprake van een overspanning als de cel stroom levert. Een onbelaste cel heeft dus geen weerstandoverspanning en diffusieoverspanning.
De indringingsoverspanning is een begrip dat waarschijnlijk niemand kent. Dat zult U eerst moeten uitleggen.
Uw onbelaste cel haalt dus een EMK van 0.86 V. in plaats van de theoretische waarde 1.23 V. Dat komt niet door de overspanningen maar door de onvolledige reductie van zuurstof. Uw katalyse schiet te kort. In plaats van de gewenste vier-electronen reductie van zuurstof krijgt U grotendeels een twee-electronen reductie met een veel lagere standaardpotentiaal. Uw 0.86V. is een tussenliggende waarde tussen 1.229 V. en 0.682 Volt. U vindt deze gegevens in het dikke CRC-Handbook voor chemistry and physics.

De hoogste Eowaarde hoort bij het evenwicht:

O2 + 4H+ + 4e- (-----) 2H2O

en de laagste waarde bij het evenwicht:

O2 + 2H+ + 2e- (-----) H2O2


De tweede reaktie wordt gevolgd door de ontleding van het gevormde waterstofperoxyde onder terugvorming van zuurstof. Deze reaktie is heel bekend in de biochemie en de ontleding van het peroxyde wordt dan gekatalyseerd door het enzym katalase.
Het lukt echter niet de vier-electronen reductie zo te katalyseren dat er een celspanning van 1.23 Volt ontstaat.
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website

#3

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 26 juni 2008 - 13:58

Aanvulling, daarom is het gebruik van waterstof in elektrische auto's nog steeds niet rendabel (niet afgaande op de opec complottheoriŽn). Het kost de volle 1.23 V op het zaakje te splitsen, terwijl maar 0.86V is terug te krijgen.

Veranderd door FsWd, 26 juni 2008 - 13:58


#4

bartnijmegen

    bartnijmegen


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 26 juni 2008 - 15:16

O2 + 2H+ + 2e- (-----) H2O2


Hoi,
tijdens het experiment is er helemaal geen waterstofperoxide vrij gekomen, want dit moet je ruiken. Kun je dit dan op een of andere manier aantonen?

We zijn er trouwens wel achter gekomen dat de indringings overspanning, dat is de invloed van de katalysator, geminimaliseerd kan worden door een hogere temperatuur.
Nadeel hiervan is dan weer dat de interne weerstand vergroot wordt. Dus het wordt een soort balans tussen beiden.
Nu moet het beste materiaal voor de elektrodes gebruikt worden (geleidend maar ook werkend voor de katalyse) en de temperatuur.

Graag suggesties...

#5

Fuzzwood

    Fuzzwood


  • >5k berichten
  • 11101 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 26 juni 2008 - 16:10

Waterstofperoxide ruik je alleen bij hoge concentraties, het heeft dan het zure geurtje waar je op doelt.

#6

hzeil

    hzeil


  • >1k berichten
  • 1379 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 juni 2008 - 23:05

Bartnijmegen , het is helaas nog moeilijker. De beide Eo waarden moet je alleen maar zien als grenswaarden. Er is geen meetbare waterstofperoxydeconcentratie.
Er zijn verder nog meer kortlevende tussenprodukten, waaronder zuurstofradicalen. Voor een organische katalysator kunnen die destruktief zijn. Vandaar dat sommige mensen anti-oxydanten willen slikken om die gevaarlijke radicalen in hun lichaam nog eerder dan normaal weg te vangen. Er is voor de brandstofcel ook gezocht naar organische katalysatoren. Maar die zijn toch te kwetsbaar in het oxydatieve milieu bij de zuurstofelectrode (kathode)
Het beste materiaal voor zowel de zuurstofelectrode als de waterstofelectrode is en blijft geplatineerd platina. Eventueel bedekt met rutheniumoxyde. Je moet echter accepteren dat je de 1.23 Volt celspanning zo nooit zult halen.

FsWd. Voor het splitsen van water heb je veel meer dan 1.23 Volt nodig. Je moet rekenen op minstens 1.75 Volt. Daar beneden zijn de stroomdichtheden veel te laag.

De overspanning van praktisch een halve volt gaat als warmte verloren. Sommigen proberen zich rijk te rekenen door te stellen dat je pas in de verliezen komt boven een electrolysespanning van 1.41 volt, de thermoneutrale spanning of enthalpiespanning. Maar dat is een drogreden. De energie die je in de entropie moet steken moet je toch betalen.

Bartnijmegen ,
Temperatuurverhoging verlaagt de overspanningen en de celweerstand. Maar je kunt niet erg hoog gaan in een waterige electroliet. Bovendien, opwarmen kost ook energie. Hoe ziet je kostenplaatje er dan uit?
Uitleggen is beter dan verwijzen naar een website

#7

bartnijmegen

    bartnijmegen


  • 0 - 25 berichten
  • 5 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 27 juni 2008 - 11:02


Bartnijmegen ,
Temperatuurverhoging verlaagt de overspanningen en de celweerstand. Maar je kunt niet erg hoog gaan in een waterige electroliet. Bovendien, opwarmen kost ook energie. Hoe ziet je kostenplaatje er dan uit?

Okeej hardstikke bedankt!
we gaan nu vast de temperatuursafhankelijkheid meten! Ik zal de resultaten posten!:D





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures