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!
Laatste berichten
-
20:37
Casus uit de praktijk: positief test THC 9
-
19:47
vB 9
-
18:56
Logistic equation (Pierre Verhulst,Belgian Mathematician) 2
-
15:02
Interpretatie reactie-energie 2
-
21:45
Vreemde stank in huis 9
-
15 apr
Kunnen quantum Zonnecellen 190% quantum efficiënt zijn 1
-
15 apr
Python: sockets sluiten 4
-
14 apr
Een eenvoudige logische redenering waarom tijd niet kan bestaan 'daarbuiten' 6
-
14 apr
Hoe kun je op quantumwijze getallen vinden in een rij die kleiner zijn dan getal k 3
-
13 apr
Rotatie van het heelal 22
-
13 apr
Documentenverdwijnen uit onedrive 1
-
12 apr
Behoud van impulsmoment en energie 5
-
12 apr
INLOG STORING / TIPS 4
-
09 apr
[natuurkunde] systeemgrafen 1
-
05 apr
afbuiging licht rond zware objecten via grondbeginselen relativiteitstheorie 490
-
05 apr
Ongepaste reclame 179
-
04 apr
Gegevens wissen mobiel 6
-
04 apr
Geiger Muller telbuis 2
-
03 apr
Schroefdraad berekening 3
-
03 apr
Relatieve luchtvochtigheid 26
Nieuwsberichten
-
04 mar
Een nieuw soort magnetisme: altermagnetisme
-
31 okt
AI kan via stem diabetes vaststellen 11
-
21 okt
Einstein krijgt wéér gelijk 45
-
07 feb
witter dan wit 20
-
19 jun
irrigatie en de aardas
Brandstofcel
Moderator: ArcherBarry
Forumregels
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
(Middelbare) school-achtige vragen naar het forum "Huiswerk en Practica" a.u.b.
Zie eerst de Huiswerkbijsluiter
-
- Berichten: 1.379
Re: Brandstofcel
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.
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
-
- Berichten: 11.177
Re: Brandstofcel
Aanvulling, daarom is het gebruik van waterstof in elektrische auto's nog steeds niet rendabel (niet afgaande op de opec complottheoriën). Het kost de volle 1.23 V op het zaakje te splitsen, terwijl maar 0.86V is terug te krijgen.
-
- Berichten: 5
Re: Brandstofcel
Hoi,hzeil schreef:
O2 + 2H+ + 2e- (-----) H2O2
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...
-
- Berichten: 11.177
Re: Brandstofcel
Waterstofperoxide ruik je alleen bij hoge concentraties, het heeft dan het zure geurtje waar je op doelt.
-
- Berichten: 1.379
Re: Brandstofcel
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?
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
-
- Berichten: 5
Re: Brandstofcel
Okeej hardstikke bedankt!hzeil schreef:
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?
we gaan nu vast de temperatuursafhankelijkheid meten! Ik zal de resultaten posten!:D
