Solución:
Solución 1:
En primer lugar, eche un vistazo a la página de wikipedia sobre electrólisis del agua.
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También me gusta esta reseña: Zoulias et al.: Una revisión sobre la electrólisis del agua, TCJST, 4 (2) (2004) 41-71
Específicamente, enumeran una serie de instalaciones realmente existentes (contexto: energía renovable) y su eficiencia realmente lograda. -
Acelerar no necesariamente tiene nada que ver con una mayor eficiencia. En la electrólisis, a menudo es al revés: si desea exprimir la máxima energía libre, debe hacer la reacción infinitamente lentamente (a pesar de que la termodinámica tiene un nombre dinámico, observa procesos infinitivamente lentos).
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Por lo tanto, acelerando generalmente significa que encuentra una manera de poner más energía a través de su sistema. El gran problema es encontrar una manera de hacer esto sin perder (demasiada) eficiencia.
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DC pulsada / modulada: mirando algunos artículos me gustó este: Shimizu et al.: Un método novedoso de generación de hidrógeno por electrólisis de agua utilizando una fuente de alimentación de pulso ultracorto, Journal of Applied Electrochemistry (2006) 36: 419–423, DOI 10.1007 / s10800-005-9090-
Su objetivo es evitar la situación de difusión controlada haciendo que los pulsos sean lo suficientemente cortos como para que no se produzca ninguna zona de agotamiento. Mira estos diagramas:
Por lo tanto, informan de una configuración en la que la electrólisis pulsada es en realidad más eficiente que la CC en su celda.
Se están realizando más investigaciones sobre esto, sin embargo, los artículos que encontré informaron una mayor eficiencia en comparación con la electrólisis de CC pura, pero las eficiencias absolutas son de alrededor del 10%. Sin embargo, compare sus números con la eficiencia del 80% citada por la revisión para una electrólisis alcalina industrial. Tenga en cuenta que una gran diferencia es la tensión que se aplica: para la CC es de alrededor de 1,85 – 2,05 V, mucho menos sobretensión. Tenga en cuenta también que cuando dicen que un voltaje más alto acelera el transporte de iones, entonces este sobrevoltaje se convierte en calor (los iones se enfrentan a la fricción en el medio cuando viajan) y, por lo tanto, básicamente se pierde.
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Otra línea que parece real es que si vas a temperaturas más altas, una (pequeña) parte de la energía puede ser suministrada por calor. Como el calor es barato, esto puede ayudar. Sin embargo, hay que tener en cuenta un punto, que los cálculos de eficiencia se pueden hacer solo con respecto a la energía eléctrica (sin tener en cuenta la entrada de calor) y, por lo tanto, se ven artificialmente agradables (como las eficiencias de las calderas de condensación calculadas contra el valor calorífico inferior).
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Encontré un montón de afirmaciones sin sentido en internet, sobre el resonancia frecuencia de agua ayudando a romper los enlaces.
- Lo primero que debe darse cuenta aquí es que no hay uno frecuencia de resonancia del agua. Con la energía adecuada, puede excitar estados de rotación, vibración y electrónicos (dejé de lado la traducción: hay energías de transición en un minuto). A temperatura ambiente, se puede decir, como regla general, que la mayoría de las moléculas estarán en algún estado de rotación excitado, pero en los estados fundamental vibratorio y electrónico. Las energías de excitación para la rotación se encuentran en la región de frecuencia / energía de microondas o infrarrojo lejano. Ampliamente utilizado, por ejemplo, en el horno de microondas a 2,45 GHz ($ aprox $ 12 cm). De hecho, toda la región está llena de bandas donde el agua absorbe. Tenga en cuenta que el calentamiento del agua por microondas no provoca electrólisis. Las transiciones vibratorias están alrededor de 2.9 μm = 105 THz = 3500 cm⁻¹ y 6μm = 50 THz = 1635 cm⁻¹ con muchas combinaciones y armónicos en toda la región del infrarrojo cercano. Excepcionalmente, la región visible está básicamente libre de absorción de agua. Las transiciones electrónicas (ruptura de enlaces) necesitan energías en el UV, y aquí nos encontramos con bandas que llevan a fotodisociación, por ejemplo, en 166nm (tomado de Wikipedia). Eso corresponde a 1.8 PHz = $ 1.8 cdot 10 ^ 15 $ Hz. Compare esto con los kHz y MHz donde su enlace afirma disociación.
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Esto no significa que la CC pulsada no pueda ayudar, ni que la espectoscopia de impedancia no proporcione información importante. Pero Las frecuencias de resonancia en el rango de kHz son resonancias eléctricas del circuito LC. dependiendo de las geometrías de la celda y del electrodo y de las dobles capas eléctricas, etc. Pero ni de las vibraciones ni de la rotura de los enlaces de la molécula de agua.
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Para dar el “método” que preguntas sobre algunos números del mundo real,
- al final de la página Wiki, se cita la eficiencia energética para la electrólisis de agua industrial, normalmente entre el 50 y el 80%.
- Luego, el documento propone quemar el gas en una máquina de combustión interna. Como tal proceso estacionario podría ajustarse para que el motor esté en su máxima eficiencia, podemos asumir una eficiencia de 1/3 o 35% aquí.
- entonces necesitamos un generador para convertir la energía mecánica en energía eléctrica. Afortunadamente, ese paso es bastante eficiente. Digamos, 95%.
- Una pila de combustible sería más eficiente que la combinación de combustión – generador: ca. 40 – 60% según Wikipedia.
- Desafortunadamente, la carga de la batería tampoco es 100% eficiente. Supongamos que 80–90% (tomado de Wikipedia sobre baterías de iones de litio). Para baterías que se cargan con mayor corriente (o densidad de corriente), la eficiencia es menor. Un ejemplo serían las baterías de plomo-ácido que se utilizan en los automóviles. Wiki cita eficiencias entre el 50 y el 80%.
Tomando estos números juntos, llego a la conclusión de que después de pasar una vez por el ciclo del “perpetuum mobile” propuesto, del 8 al 24% de la energía se retiene en un “estado útil” mientras que del 76 al 92% se convierte en calor. Con la pila de combustible, es posible que podamos “aumentar” la eficiencia energética al 43%.
Conocimientos generales útiles (además de la ley de conservación de energía)
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El sistema de patentes de EE. UU. Es diferente, por ejemplo, del sistema de patentes alemán, en que aquí en Alemania la solicitud de patente debe tener utilidad comercial / industrial. Esto incluye un argumento técnico por qué funciona (según las leyes físicas). Un móvil perpetuo sería rechazado por estos motivos (por supuesto, el inventor podría probar su caso con un prototipo). Patentes de EE. UU. Para no tener este control técnico.
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generadores (mecánicos -> conversión eléctrica) son fuentes de Actual, mientras que las baterías (celdas galvánicas) son fuentes de Voltaje.
Solucion 2:
Desde el sitio que vinculó:
Se utilizaría una batería como fuente de energía eléctrica que separaría el hidrógeno / oxígeno en gases. Los gases luego alimentarían un motor de combustión interna, que alimentaría un generador para recargar continuamente la batería y entregar energía mecánica utilizable. Si se puede hacer funcionar este tipo de motor, la crisis energética en este planeta terminará para siempre.
Parece que alguien propone una motor de movimiento perpetuo del primer tipo. ¡Estoy muy impresionado! El resto de esa página es tecno-balbuceo de la misma calidad.
Editar Esto no significa que no haya una investigación seria sobre la electrólisis utilizando algo más que CC constante, por ejemplo, PWM (modulación de ancho de pulso).
Una búsqueda superficial (podría haber otras fuentes) dio:
K. Mazloomi, N. Sulaiman, SA Ahmad, NA Yunus, Análisis de la respuesta de frecuencia de una celda de electrólisis de agua,
En t. J. Electrochem. Sci., 2013, 8, 3731-3739, PDF
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