Allgemeine Chemie
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Alt 12.10.2004, 15:09   #1   Druckbare Version zeigen
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Achtung Wasserelektrolyse

Hallo miteinander,

ich studiere Maschinenbau und bearbeite gerade meine Diplomarbeit. Meine Aufgabe befasst sich mit dem automatischen Wasseraustrag aus dem Dieselkraftstofffilter; d.h. bei der Filtrierung wird das im Diesel vorhandene Wasser abgeschieden. Dieses setzt sich am Boden des Filters ab und muss von Zeit zu Zeit in der Werkstatt abgelassen werden.

Eine von vielen Ideen besteht darin, mittels Elektrolyse (2 Elektroden am Filter) das Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu zersetzen und die Gase danach mit dem Kraftstoff in den Brennraum abzuführen. Die Menge ist sehr gering (ca. 200ml auf 50.000 km - abhängig von der Qualität des Dieselkraftstoffes) und somit unbedenklich.

Erste Versuche haben gezeigt, dass eine theoretische Machbarkeit vorliegt, jedoch ist anzunehmen, dass das abgeschiedene Wasser im Filter nicht sehr leitfähig ist. Ich kann mich noch an Schulversuche errinnern, wo Salzsäure oder Natriumcarbonat beigemischt wurden um die Leitfähigkeit zu erhöhen. Diese Vermischung ist natürlich in diesem Fall nicht möglich. Eine weitere Möglichkeit wäre das Beimischen von bestimmten Salzen, die jedoch die Einspritzung gefährden könnten.

Ein weiteres Problem sind die geringen Spannungen. Diese sind im Bordnetz begrenzt und somit können nur geringe Werte (12V) benutzt werden um die Elektrolyse auszuführen. Eine Verbesserung der Leistung bei geringerer Spannung müsste durch:

- eine größere Fläche der Elektroden,
- eine erhöhte Betriebstemperatur,
- Elektroden aus Edelmetall,
- Abstand der Elektroden,
- oder einer Reihenschaltung von mehreren Elektroden erzwungen werden, oder?

Ein Versuch hat gezeigt, dass bei 12V ein Strom von ca. 0.01A fließt und somit bei kleinen Elektroden sehr gering ist. Eine Elektrolyse wäre kaum möglich.

Leider bin ich Maschinenbauer und stehe mit Chemie ziemlich auf Kriegsfuss. Zu diesen 5 Punkten fehlen mir die richtigen Fakten. Z.Bsp. wie geht die Fläche d. Elektroden in die Spannung mit ein, oder wie der Abstand d. Elektroden, ....

Ich hoffe, Sie haben durch diese kurze Erläuterung trotzdem die Problemstellung erkannt. Ich würde mich auf eine Antwort freuen.


Mit freundlichen Grüßen
Timo
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Alt 12.10.2004, 15:29   #2   Druckbare Version zeigen
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AW: Wasserelektrolyse

Goolge mal nach Polarisationsspannung und/oder Überspannung im Zusammenhang mit Elektrolyse.

Immer wenn bei einer Elektrolyse Gase entstehen lagern sich kleine Gasblasen um die Elektroden ab. Deine Graphit oder was auch immer Elektrode wird dann im Beispiel Wasser zu einer Wasserstoff-Elektrode => Sie ist polarisiert, das heißt du hast ein Galvanisches Element, dessen Spannung deiner Elektrolysenspannung entgegengesetzt ist => Überspannung.
Erst wenn der Wasserstoff Atmosphärendruck erreicht, das heißt die Spannung entsprechend groß ist, funktioniert das ganze mehr oder weniger reibungslos, das heißt um ne höhere Spannung wirst du nicht drumrum kommen, was spricht denn gegen einen Trafo?
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Alt 12.10.2004, 15:44   #3   Druckbare Version zeigen
Edgar Männlich
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AW: Wasserelektrolyse

12 V müssten doch allemal reichen!
Das Problem scheint mir wirklich die Leitfähigkeit zu sein, wurde die schon mal gemessen?
Vielleicht wären flüchtige Ammoniumsalze (-carbonat, -acetat...) eine Möglichkeit gefahrlos die Leitfähigkeit zu erhöhen?
Edgar ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.10.2004, 15:48   #4   Druckbare Version zeigen
Tino71 Männlich
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AW: Wasserelektrolyse

Ich denk auch, ein Leitsalz müßte Abhilfe schaffen. 12V reichen dicke - Überspannung inklusive.
__________________
Vor dem Gesetz sind alle Katzen grau
Tino71 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.10.2004, 15:49   #5   Druckbare Version zeigen
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AW: Wasserelektrolyse

Kannst ja auch Ammoniumnitrat nehmen, das gibt dem Diesel den extra-Kick

Spaß bei Seite, ich kann mich erinnern, das so ne Wasserelektrolyse auch ohne Zugabe von irgendwelchen Salzen, bei entsprechend hoher Spannung auch ziemlich gebrummt hat. Ich weiss nicht ob ich so scharf auf Chlor oder Ammoniak im Abgas wäre

Stell mir das grad so vor, wie ich nachm tanken 2 Salmiakpastillen hinterherschmeiße

Das Problem ist eben etwas zu finden, was die Leitfähigkeit erhöht, selber aber nicht in größerem Maße Elektroylisiert wird...

Geändert von Morphin-Hydrochlorid (12.10.2004 um 15:58 Uhr)
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Alt 12.10.2004, 15:55   #6   Druckbare Version zeigen
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Grinsen AW: Wasserelektrolyse

Zitat:
Zitat von Tino71
Ich denk auch, ein Leitsalz müßte Abhilfe schaffen. 12V reichen dicke - Überspannung inklusive.
Ich weiß, ich wollte nur, das er ein bisschen was für seine Chemie-Kenntnisse tut

Mal was anderes wie rein, ist denn dieses abgeschiedene Wasser?
Ist das mit aqua dem. vergleichbar oder eher Leitungswasser?
So einfach es klingt (bitte nicht beleidigt sein), aber kommen denn
auch wirklich 12V an? Ich weiß ja nicht wie das was du gebaut hast ausschaut, ob da vielleicht vornedran vielleicht irgendwelche Widerstände etc. liegen...

Geändert von Morphin-Hydrochlorid (12.10.2004 um 16:10 Uhr)
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Alt 12.10.2004, 16:13   #7   Druckbare Version zeigen
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Frage AW: Wasserelektrolyse

Beimischen von Salzen wird vermutlich nicht möglich sein. Zwar werde ich einer Untersuchung nachgehen, jedoch ist eine Umsetzung höchstwahrscheinlich nicht möglich. Falls Salze in die Einspritzdüsen gelangen, ist ein Supergau vorprogrammiert.

Sind 12V genug? Kann man die Leistung durch größere Flächen der Elektroden steigern? Wie sieht es mit den 5 Punkten aus? Gibt es dazu genauere Angaben: Welche Temp. steigert wieviel / Welches Elektrodenmat. verbessert die Elektrolyse um wieviel / Abstand der Elektroden geht wie ein / ist eine Reihenschaltung d. Elektroden möglich, verbessert es die Leistung? ...

DANKE!

Timo


P.S.: Das Wasser, das vom Kraftstofffilter abgeschieden wird, wird noch untersucht, da die Konsistenz nicht ganz klar ist. Vermutlich Kondenzwasser mit Spuren von Diesel.
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Alt 12.10.2004, 16:22   #8   Druckbare Version zeigen
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AW: Wasserelektrolyse

Zitat:
Zitat von timost
Beimischen von Salzen wird vermutlich nicht möglich sein. Zwar werde ich einer Untersuchung nachgehen, jedoch ist eine Umsetzung höchstwahrscheinlich nicht möglich. Falls Salze in die Einspritzdüsen gelangen, ist ein Supergau vorprogrammiert.

Sind 12V genug? Kann man die Leistung durch größere Flächen der Elektroden steigern? Wie sieht es mit den 5 Punkten aus? Gibt es dazu genauere Angaben: Welche Temp. steigert wieviel / Welches Elektrodenmat. verbessert die Elektrolyse um wieviel / Abstand der Elektroden geht wie ein / ist eine Reihenschaltung d. Elektroden möglich, verbessert es die Leistung? ...

DANKE!

Timo


P.S.: Das Wasser, das vom Kraftstofffilter abgeschieden wird, wird noch untersucht, da die Konsistenz nicht ganz klar ist. Vermutlich Kondenzwasser mit Spuren von Diesel.

Misch doch verd. Salzsäure zu, da wirst du halt Probleme bei der AU Kriegen aber es entstehen keine Salze, dafür eben evtl. Chlorgas... und die Leitungen werden's dir danken (-> Säurekorrosion)

Was du machen kannst ist "platinierte" Elektroden verwenden => Größere Oberfläche, vermindert den von mir genannten Effekt, denn so schlecht Leitfähig ist reines Wasser nun auch wieder nicht... (Autoprotolyse, bzw Ladungstransport über H-Brücken)....

Mehr Elektroden bringen da denk ich auch nix, wenn an zweien nix passiert, passiert auch an 10 nix. Wenn es an der einen eben langsam funktioniert, läuft es mit mehreren halt schneller, aber die müssen dann parallel geschaltet sein, sonst sinkt deine Spannung doch wahrscheinlich schon nach dem zweiten Paar gegen Null. Könnte mir vorstellen, das Wasser einen relativen hohen Ohmschen Widerstand hat

Zum Abstand kann ich nix sagen, glaube aber, dass das, wenn überhaupt, nur eine untergeordnete Rolle spielt.

Geändert von Morphin-Hydrochlorid (12.10.2004 um 16:31 Uhr)
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Alt 12.10.2004, 16:42   #9   Druckbare Version zeigen
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AW: Wasserelektrolyse

Mal noch was ganz anderes, ich weiß nit ob das für die ESP so gesund ist, wenn da hin und wieder Gasblasen im Kraftstoff sind!?
Wie siehts damit aus?
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Alt 12.10.2004, 16:43   #10   Druckbare Version zeigen
Tino71 Männlich
Moderator
Beiträge: 6.935
Blog-Einträge: 41
AW: Wasserelektrolyse

Hee,
das Potential für die Elektrolyse von Wasser liegt bei so etwa grob übern Daumen anderthalb Volt. Jetzt geben wir noch n fettes Volt für Überspannungseffekte drauf (und das ist im Bereich der Überspannung von H2 an Hg!) und sind immer noch in weiter Ferne von 12 V. Also da dran liegts net!
Was da vonnöten ist, ist ein Leitsalz, das nicht wegelektrolysiert wird, also eins, das aus einem Kation das unedler ist als Wasserstoff und einem Anion, das edler ist als Sauerstoff, besteht. Wie wärs mit LiF? Eine LiF-Lösung sollte bei Elektrolyse H2 und O2 ergeben, oder nicht?
Klar - wenn irgendwas schiefgeht und was davon in den Vergaser kommt, ist Feierabend... aber da ist der Ingenieur gefragt! Tut was für euer Geld!
__________________
Vor dem Gesetz sind alle Katzen grau
Tino71 ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.10.2004, 17:52   #11   Druckbare Version zeigen
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AW: Wasserelektrolyse

Ich weiss das, ich hab doch nur gesagt, wie man ein noch besseres Ergebnis erzielt. Und da die Überspannung ein (wenn auch kleiner) hindernder Faktor ist erzielt man durch minimierung derselben einen größeren Gesamteffekt, oder?

Wenn der Diesel nen Vergaser hat, stimmt eh was nicht
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Alt 12.10.2004, 18:04   #12   Druckbare Version zeigen
ricinus Männlich
Moderator
Beiträge: 23.863
AW: Wasserelektrolyse

Hi,

ich erinnere mich da an die einfachen Brennstoffzellenkits, die, wenn man eine äussere Spannung anlegt, eben als Elektrolysezelle arbeiten. Die werden doch auch mit reinem H2O gefüllt, und dennoch klappt die Elektrolyse ganz gut. Bei 200 ml auf 50000 km würde eine solche Zelle voll ausreichen.
Weshalb keinerlei Salze hinzugefügt werden müssen ist mir im Augenblick auch nicht klar. Ich glaube dass da Ni Elektroden verwendet werden.

gruss
ricinus ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 12.10.2004, 18:08   #13   Druckbare Version zeigen
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AW: Wasserelektrolyse

Zitat:
Zitat von ricinus
Hi,

ich erinnere mich da an die einfachen Brennstoffzellenkits, die, wenn man eine äussere Spannung anlegt, eben als Elektrolysezelle arbeiten. Die werden doch auch mit reinem H2O gefüllt, und dennoch klappt die Elektrolyse ganz gut. Bei 200 ml auf 50000 km würde eine solche Zelle voll ausreichen.
Weshalb keinerlei Salze hinzugefügt werden müssen ist mir im Augenblick auch nicht klar. Ich glaube dass da Ni Elektroden verwendet werden.

gruss
Danke Es kann nicht nur an der Leitfähigkeit liegen, dest. Wasser lässt sich auch ohne weiteres Elektroylsieren, ohne irgendwelche Zusätze...
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Alt 14.10.2004, 09:37   #14   Druckbare Version zeigen
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AW: Wasserelektrolyse

Wirklich? Lässt sich dest. Wasser ohne weiteres Elektrolysieren? In Versuchen war dies nicht möglich! Auch nicht bei 30V (kein Strom geflossen!). Es waren einfach kupferkabel, die sollten doch ausreichen, oder?

Bringt mir eine Beimischung von Salzen überhaupt einen positiven Effekt? Die zusätzliche Leitfähigkeit bringt mir beim Zersetzen von H2O doch nix, der Mehr-Strom wird zum Zerlegen der Salz-Ionen benutzt.

Gruß
Timo
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Alt 14.10.2004, 09:49   #15   Druckbare Version zeigen
Edgar Männlich
Mitglied
Beiträge: 4.044
AW: Wasserelektrolyse

Nein, der Vorschlag von Tino71 (Lithiumfluorid) wäre dazu genau richtig, es wird im Endeffekt nur das Wasser zerlegt (in Knallgas).
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