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Alt 29.01.2010, 13:47   #1   Druckbare Version zeigen
quattro Männlich
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Themenersteller
Beiträge: 13
Referat Wasserelektrolyse

Hallo,

ich soll ein kleines Referat über die elektrolyse von Wasser zusammenstellen, das ganze soll zusammen mit anderen ein "Energiereferat" geben, also Solarzelle, Elektrolyse, Brennstoffzelle.

So hab ich mir das gedacht, ich bastle einen kleinen Elektrolyseapparat aus Edelstahlplatten, versetze das Wasser mit Natron und messe den Wirkungsgrad. Dazu kommen noch ein paar weitere infos, wie es die professionellen machen (mit platinelektrode KOH druck Temperatur usw).

Meine frage ist hierbei:

1)ist Natron als Elektrolyt geeignet?Normalerweise wird NaOH verwendet(will ich aber aus einfachheitsgründen nicht.

2)In youtube(ich weis keine gute quelle)messen die immer den Wirkungsgrad einer Zelle mit m/min/W (mililiter pro minute pro watt)das würde sich bei meinem versuchsaufbau auch sehr einfach messen lassen und danach auch einfach der Wirkungsgrad berechnen lassen. Doch wo liegt hier das theoretisch erreichbare maximum? Damit könnte man einfach eine Energiebilanz aufstellen.

3)Gibt es vielleicht noch ein besseres Metall für die Elektroden, das ich auch für den Versuch einfach bekomme(Baumarkt oder so)?
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Alt 29.01.2010, 15:48   #2   Druckbare Version zeigen
quattro Männlich
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Themenersteller
Beiträge: 13
AW: Refarat Wasserelektrolyse

Noch was,

ich hab in wiki einen Beitrag mit der Grenzschichtausbildung gelesen, in der der Elektrolyseur wie ein Kondensator wirkt, weil die Spannung zu gering ist, dass sich die Ionen von der Elektrode wegbewegen, dies ist ja auch ein Grund für die Überspannung und kann mit dem richtigen Material auch minimiert werden.

Was ich aber noch gelesen habe, ist, dass die eine Gleichspannung verwendet haben um die Grenzschicht auszubilden und dann eine Pulsierende Gleichspannung(mit gleicher Polarität) aufgesattelt haben um somit die Ionen zu beschleunigen und eine "Spaltung" zu ermöglichen.

Hat davon jemand mal was gelesen, gehört? Ist sowas energetisch überhaupt sinnvoll? Wird das evtl. schon bei Labor Wasserstoffzellen eingesetzt?
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Alt 30.01.2010, 12:25   #3   Druckbare Version zeigen
quattro Männlich
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Themenersteller
Beiträge: 13
AW: Refarat Wasserelektrolyse

Hallo,

http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cberspannung_(Elektrochemie)
http://de.wikipedia.org/wiki/Zersetzungsspannung
http://de.wikipedia.org/wiki/Doppelschicht
http://de.wikipedia.org/wiki/Feldsprungmethode
http://de.wikipedia.org/wiki/Debye-H%C3%BCckel-Theorie

Überspannung müsste klar sein. Darunter bildet sich die Doppelschicht aus, das elektrische Feld ist nicht stark genug um die Ionen zu bewegen.

Das mit der Aufgesattelten Spannung ist auch nicht so wichtig, hab nur mal was davon gelesen und wollt fragen ob sowas schon angewendet wird, führt aber bei mir jetzt schon zu weit. (Debye Hückel Onsager Theorie und Feldsprungmethode) Hab mir so gedacht, dass wenn die Ionen nicht von der Elektrode wegkommen, dass man denen mit der Aufgesattelten Spannung einen Stoß in Richtung der anderen Elektrode mitgibt (wenn ich das mal so salopp formulieren darf) die Dauer müsste aufgrund der hohen Beweglichlkeit von Wasserstoff und Sauerstoff Ionen relativ kurz sein(Relaxionstheorie, Feldsprungmethode) Hab aber wie gesagt keine Ahnung ob sowas stimmen kann. Und so wichtig ist dies auch nicht.


Die ersten drei fragen sind mir wichtiger
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Alt 30.01.2010, 14:44   #4   Druckbare Version zeigen
quattro Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 13
AW: Referat Wasserelektrolyse

Dann noch mal ein Versuch:
http://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cberspannung_(Elektrochemie)

wenn der Link jetzt auch nicht geht, einfach mal danach in wiki suchen.

Wieso soll das so falsch sein? Klar ich bin da kein experte, will da auch keiner werden.

Aber was ist nun mit Natron als Elektrolyt, der Wirkungsgradmessung und dem Elektrodenmaterial?
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Alt 01.02.2010, 11:10   #5   Druckbare Version zeigen
quattro Männlich
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Themenersteller
Beiträge: 13
AW: Referat Wasserelektrolyse

Sooo,

nun hab ich einfach mal einen Test gemacht! Natron als Elektrolyt, es sprudelt gut, hab aber keine Ahnung was da wirklich als Gas entsteht. Aber was soll da schon anderes rauskommen als Knallgas? Knallgasprobe besteht es auch!

Die Edelstahlplatten (V2A oder 1.4301) geben ein wenig Eisen ans wasser ab, welches dies bräunlich färbt. Dies ist mir aber egal für den kleinen Testaufbau.

Was ich aber noch wissen wollte ist das Theoretische Maximum. In wikipedia wird eine Anlagenangabe mit 70% Wirkungsgrad und eine weitere mit 4,3kWh für 1m³ Wasserstoff, das würde dann bedeuten, dass ich so grob 1,5m³ Knallgas habe, dies ergibt dann einen Wert in der ml/min/W Skala von 5,81ml/min/W was dann so ca einen wert von 8,3ml/min/W für 100% ergeben würde. Kann man das auch anders Berechnen?
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Alt 09.02.2010, 15:58   #6   Druckbare Version zeigen
quattro Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 13
AW: Referat Wasserelektrolyse

Ok, anscheinend weis niemand was davon.

Ich hab das mal auf eigene faust berechnet:

Theroretische Zersetzungsspannung von Wasser ist 1,23V es werden 2 Elektronen pro molekühl benötigt, Umrechnung auf 1 mol O2 und 2mol h2 diese Anzahl der elektronen zu Coulomb zusammengefasst und dann mal die 1,23V, dies ergibt dann einen theoretischen wert von 8,8ml/min/W. Kann das mal jemand nachrechnen? Ist das richtig??

Was ist mit Natron als Elektrolyt? geht das, oder warum nehmen die profis NaOH oder KOH?
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Alt 09.02.2010, 19:16   #7   Druckbare Version zeigen
Bitti Männlich
Mitglied
Beiträge: 881
AW: Referat Wasserelektrolyse

Natron als Elektrolys birgt wie FKS schon sagte das Problem, dass wohl auch CO2 entsteht.

Ergo-das würde auch dein Messergebnis verfälschen.

Aber wo liegt das Problem die Elektrolyse mit Natronlauge zu machen?
Im Chemieunterricht sollte das kein Problem sein.

Wir elektrolysieren auch zum Tag der Offenen Tür bei uns an der Schule immer 35%tige NaOH für die Knallgasprobe um auf die Chemie-Abteilung aufmerksam zu machen

Außerdem würde ich für den Wirkungsgrad "meiner eigenen" Anlage auch die von mir angesetzte Spannung verwenden, nicht die theoretische.
Die theoretische ist nunmal theoretisch.

Gruß Daniel
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Bitti ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 10.02.2010, 13:13   #8   Druckbare Version zeigen
quattro Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 13
AW: Referat Wasserelektrolyse

Ok, also geht Natron bedingt. Das Refarat ist nun am Freitag, aber nicht in Chemieunterricht sondern in Technik(regenerative Energien).

Bekomm ich einfach so Natronlauge in der Apotheke? Ich hab keine Ahnung woher, hab halt das Natron in der Drogerie gekauft. Eigentlich ist es ja nicht so schlimm wenns nur Natron ist und keine Natronlauge, das wird an der Note nicht viel ändern, aber wenn mir doch noch jemand einen Tipp zum Kauf von Natronlauge geben kann, dann gerne.
quattro ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 11.02.2010, 08:46   #9   Druckbare Version zeigen
quattro Männlich
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 13
AW: Referat Wasserelektrolyse

Bis ich da mit dem Chemielehrer rum diskutier, dass er mir ein wenig Natronlauge gibt, neee... Der macht den Versuch mit Natrium und wasser mit so einer kleinen menge, dass nicht mal der Schüler der nen halben meter hinter der Glasscheibe das beobachten soll die farbe der flamme sieht. Und den soll ich nach 100ml Natronlauge fragen?? Der Techniklehrer hat gemeint, dass wir alles selbst organisieren sollen(außerdem kann der mit dem Chemielehrer auch nicht).

Wie gesagt is ja auch egal, dann mach ichs halt mit Natron und erklär halt warum und dass CO2 entsteht. Was solls wenn sich die alle halt so anstellen dann gibts halt keinen einwandfreien Versuch.

Geändert von quattro (11.02.2010 um 08:51 Uhr)
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elektrolyse, natriumhydrogencarbonat

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