Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungskennlinie für Wasserelektrolyse


von Elektrolyse (Gast)


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Hallo

Ich habe gerade grundlegende Lektüre zum thema Wasserelektrolyse gelesen 
und mir ist einiges unklar. Daher bitte ich hier um Hilfe/ verweis auf 
weiterführende Literatur.

Annahme:
klassische Zielsetzung:
Effiziente generation der 3 Nutzprodukte H2, 02 sowie D2O
Möglichst keine unerwünsten Nebenprodukte: O3 H2O2 Clx Kx Sx sowie 
sonstigen Nebenreaktionen.
Möglichst Vermeidung von teuren Edelmetallen der Anlage.

Nun habe ich bis jetzt keine Aussagekräftige Literatur gefunden wie dies 
am besten erreicht wird. Destiliertes/Destilatähnliches wasser wird 
anscheinend unter beisetzung von KOH oder Schwefelsäure besser leitend 
gemacht. Weiter scheint es extrem Spannungs und Stromdichtenabhängig zu 
sein wieviele Nebenreaktionen ablaufen?! Insbesondere bis wohin 
(insbesondere bez. Spannung) bleibt KOH sowie Schwefelsäure inert? 
Existiert Literatur bezüglich der Nebenreaktionen? Kannn die Effizienz 
dieser Berechnet werden? Was sind die vor/nachteile von säure oder base? 
Was passiert wenn die 1.229 V erheblich überschritten werden.

Um die Fragestellung etwas zu vereinfachen: Bei welcher 
Spannung/Stromdichte verwendeten Materialien sowie evtl Katalisatoren 
kann die klassische Zielsetzung am besten erreicht werden? Vernünftiger 
Ausgangspunkt?

Selbst die Englishe wiki ist diesbezüglich sehr dürftig: 
https://en.wikipedia.org/wiki/Electrolysis_of_water

@Admins/Mods: Da dies sehr Spannungsabhängig ist habe ich es im 
Analogforum gepostet; falls unpassend bitte entsprechend verschieben

von Pandur S. (jetztnicht)


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Der erste zu beachtende Effekt ist die Ueberspannung von Wasserstoff an 
Metallen. Der bewirkt zB , dass eine Bleibatterie mit 2V pro Zelle mehr 
Zellen Spannung haben kann wie die Zersetzungsspannung von Wasser. Bei 
Elektrolyse im Gegenzu moechtest du diese Ueberspannung genau nicht 
haben.

Platin hat zB keine Ueberspannung...

von Teo D. (teoderix)


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Da herrscht schon länger Goldgräberstimmung, es wird dir also keiner 
seine Geheimnisse freiwillig preisgeben.

von Hp M. (nachtmix)


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Elektrolyse schrieb:
> H2, 02 sowie D2O

D2O kaufst du am besten fertig. Ist nicht so teuer. *) Selbstmachen 
lohnt nicht, weil die Strompreise hierzulande so hoch sind und eine 
mehrstufige Anreicherung erforderlich ist.

Elektrolyse schrieb:
> Möglichst Vermeidung von teuren Edelmetallen der Anlage.

Ich habe irgendwo noch einen H2-Generator von Varian um einen 
Flammenionisationsdetektor zu betreiben. Die Elektroden sind i.W. zwei 
ineinander gesteckte Tassen aus Edelstahl und als Elektrolyt wird KOH 
verwendet.
Die Gleichspannung ist mittels Stelltrafo einstellbar und beträgt iirc 
höchstens 4V.

Elektrolyse schrieb:
> Was passiert wenn die 1.229 V erheblich überschritten werden.

Dann wird der Elektrolyt heiss, und das Gas enhält viel Wasserdampf.

Elektrolyse schrieb:
> Nebenprodukte: O3 H2O2 Clx Kx Sx

O3 und H2O2 entstehen bei alkalischem Elektrolyten nicht, und dass man 
die KOH mit deionisiertem Wasser zubereitet, versteht sich ja wohl von 
selbst.

*)  P.S.:
ca.  50 EUR für 10ml  zu 99,96 % Deuteriertes Wasser

: Bearbeitet durch User
von Elektrolyse (Gast)


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Teo D. schrieb:
> Da herrscht schon länger Goldgräberstimmung, es wird dir also keiner
> seine Geheimnisse freiwillig preisgeben.

Nun finde ich besonders merkwürdig, diese Technologie ist seit 
Jahrzenten wenn nicht gar Jarhunderte bekannt. Meine Fragen sind 
eigentlich basic.

Hp M. schrieb:
> D2O kaufst du am besten fertig. Ist nicht so teuer. *)

D2O sehe ich als Werthaltiges Nebenprodukt mit einem gewissen 
Verkaufswert.

Hp M. schrieb:
> Dann wird der Elektrolyt heiss, und das Gas enhält viel Wasserdampf.

Nur das? Sonnst nix? Ab welcher Spannung zersetzt sich KOH? Welche 
Nebenreaktionen Treten sonnst auf? (Als extremes BSP: 12V DC in 30%iger 
KOH bei 100C sowie 1 atm.)

Hp M. schrieb:
> O3 und H2O2 entstehen bei alkalischem Elektrolyten nicht

Interessant. Existiert hierfür genauere Literatur? Was ist der Nachteil 
bei alkalischen Lösungen? Weshalb ist KOH gegenüber NaOH oder LiOH 
bevorzugt?

Hp M. schrieb:
> *)  P.S.:
> ca.  50 EUR für 10ml  zu 99,96 % Deuteriertes Wasser

Anscheinend durchaus werthaltiges Nebenprodukt

von Pandur S. (jetztnicht)


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> Anscheinend durchaus werthaltiges Nebenprodukt

Du solltest die Reinheit aber messen und garantieren koennen, sonst 
gibt's nur den Hinterhofpreis.

von Lukas T. (tapy)


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Warum man KOH verwendet? Weil es billig ist (verglichen mit LiOH), in 
sehr hoher Reinheit gut verfügbar ist, sehr gut löslich ist (verglichen 
mit LiOH oder auch NaOH) und so weiter.

Kurz: billig und geht.

KOH mit mehr Spannung zu Nebenprodukten unzubauen geht auch nicht. 
Sollte Kalium theoretisch entstehen, wird es mit dem Wasser zu 
Wasserstoff und KOH. OH-Anionen werden auch nur zu Wasser.

Wasserstoffperoxid ist in alkalischer Lösung übrigens auch nicht stabil. 
Das gibt schnell Wasser und Sauerstoff.

von Elektrolyse (Gast)


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Lukas T. schrieb:
> Wasserstoffperoxid ist in alkalischer Lösung übrigens auch nicht stabil.
> Das gibt schnell Wasser und Sauerstoff.

Könnte es dann nicht passieren, dass das H2 Gas mit O2 kontaminiert 
wird? Ist dies in vernachlässigbarer Menge oder könnte gar ein 
explosives Gemisch entstehen?

von Elektrolyse (Gast)


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Lukas T. schrieb:
> Warum man KOH verwendet? Weil es billig ist (verglichen mit LiOH), in
> sehr hoher Reinheit gut verfügbar ist, sehr gut löslich ist (verglichen
> mit LiOH oder auch NaOH) und so weiter.
>
> Kurz: billig und geht.

Hmmm den Vorteil von KOH gegenüber NaOH sehe ich noch nicht. NaOH ist 
noch billiger und hat eine sehr ähnliche Löslichkeit (beide können mehr 
als 1000g/l); wobei meines wissens lediglich bis zu 30% Lösung gebraucht 
werden.

von Teo D. (teoderix)


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Elektrolyse schrieb:
> Geheimnisse freiwillig preisgeben.
>
> Nun finde ich besonders merkwürdig, diese Technologie ist seit
> Jahrzenten wenn nicht gar Jarhunderte bekannt. Meine Fragen sind
> eigentlich basic.

Da hab ich dich wohl etwas überschätzt. Was man allerdings positiv 
bewerten muss! Ich bin da noch etwas geschädigt von "H² mittels 
Resonanz Elektrolyse"...

von Elektrolyse (Gast)


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Teo D. schrieb:
> "H² mittels
> Resonanz Elektrolyse

Resonanz Elektrolyse?? Was soll da mit was in genau in Resonanz sein? 
Ich keinerlei d^2/(d^2t) sehe die den benötigten Energiespeicher für 
eine Schwingung bringen würden. Kannst du dies etwas genäuer erläutern, 
evtl. Litaratur velinken?

von Teo D. (teoderix)


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Elektrolyse schrieb:
> Resonanz Elektrolyse??

Vergiss es, gibts nich!
Alles nur Geschwurbel eines fehlgeleiteten Unwissenden, der die Welt 
revolutionieren will.

Kannst ja hier mal nach "Resonanz" Suchen.... Ich posts den Link hier 
nicht. :)



PS: Oje, was hab ich da nur wieder angestellt....

von Sascha S. (dec)


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Elektrolyse schrieb:
> Lukas T. schrieb:
>> Warum man KOH verwendet? Weil es billig ist (verglichen mit LiOH), in
>> sehr hoher Reinheit gut verfügbar ist, sehr gut löslich ist (verglichen
>> mit LiOH oder auch NaOH) und so weiter.
>>
>> Kurz: billig und geht.
>
> Hmmm den Vorteil von KOH gegenüber NaOH sehe ich noch nicht. NaOH ist
> noch billiger und hat eine sehr ähnliche Löslichkeit (beide können mehr
> als 1000g/l); wobei meines wissens lediglich bis zu 30% Lösung gebraucht
> werden.

Hallo,
KOH löst sich schneller im Wasser auf und ist auch meines Wissens nach 
bei großer Abnahme günstiger.
Ich kenne es zumindest so, dass hauptsächlich KOH verwendet wird, wenn 
eine Lösung nur basisch werden muss. Anwendung z.B. Vor der Entsorgung 
von chemischen Mischlösungen, damit sich darin mit eventuell zugegebenem 
H2O2 keine gefährlichen Stoffe bilden können. Da „schippt“ man immer 
wieder KOH dazu.

Viele Grüße

von K. S. (the_yrr)


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Teo D. schrieb:
> PS: Oje, was hab ich da nur wieder angestellt....
Bravo, du hast noch jemanden zum Glauben an die "freie Energie" 
konvertiert :)

Elektrolyse schrieb:
> Resonanz Elektrolyse?? Was soll da mit was in genau in Resonanz sein?
Das ist nur Schwachsinn von Idioten die an "freie Energie" und "Over 
Unity" oder wie man das nennt glauben, damit soll mehr Wasserstoff 
produziert werden als notwendige Energie reingesteckt wird.

von Elektrolyse (Gast)


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Sascha S. schrieb:
> Hallo,
> KOH löst sich schneller im Wasser auf und ist auch meines Wissens nach
> bei großer Abnahme günstiger.
> Ich kenne es zumindest so, dass hauptsächlich KOH verwendet wird, wenn
> eine Lösung nur basisch werden muss. Anwendung z.B. Vor der Entsorgung
> von chemischen Mischlösungen, damit sich darin mit eventuell zugegebenem
> H2O2 keine gefährlichen Stoffe bilden können. Da „schippt“ man immer
> wieder KOH dazu.
>
> Viele Grüße

Ok Danke

Dann gehe ich richtig in der Annahme, das ob KOH oder NaOH verwendet 
wird keine entscheidende Rolle spielt?

Wie siehts mit den Anderen Parametern aus? Druck, Temperatur, Verwedete 
Anode/Kat. Materialien, konzentration der Lauge und natürlich angelegte 
Spannung?

Hat jemand hierzu Literatur oder einige Diagramme oder zumindest Infos 
bezüglich was bei den Veränderungen dieser Parameter passieren soll.

Weiter habe ich keinerlei Ahnung bezüglich dem Verhältniss von H2/D2 im 
Wasserstoff Gas. Ich nehme an, dass dies ebenfalls von den obigen 
Parametern abhängt?

von Weg mit dem Troll ! Aber subito (Gast)


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Was willst du mit
- Druck ? Soll's etwas gefeahrlicher werden ?
- Temperatur ? Zuviel Energie vorhanden ?
- Elektrodenmaterialien .. sollten halt nicht wegblubbern
  & Ueberspannung beachten
- Spannung ? Die ergibt sich dann schon

von Teo D. (teoderix)


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Elektrolyse schrieb:
> Weiter habe ich keinerlei Ahnung bezüglich dem Verhältniss von H2/D2 im
> Wasserstoff Gas.

Der Witz ist doch, das sich D²O nicht so leicht zerlegen lässt und in 
der Lösung zurück bleibt.

(mir schwant da was...)

: Bearbeitet durch User
von Elektrolyse (Gast)


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Teo D. schrieb:
> Der Witz ist doch, das sich D²O nicht so leicht zerlegen lässt und in
> der Lösung zurück bleibt.
>
> (mir schwant da was...)

Genau, so kann D2O im Wasser angereichert werden. Nun ich nehme an dass 
dies ebenfalls Parameterabhängig ist welchen anteil an D2 im Wasserstoff 
sein wird.

Weg mit dem Troll ! Aber subito schrieb:
> - Spannung ? Die ergibt sich dann schon

Spannung ist ein einzustellbahrer Parameter... ergibt sich schon?!? Am 
besten gleich 1kV DC anlegen?... wird schon genügen? Da frage ich mich 
ob ich hier der Troll bin?

Weg mit dem Troll ! Aber subito schrieb:
> - Elektrodenmaterialien .. sollten halt nicht wegblubbern
>   & Ueberspannung beachten

Aha, und welche Materialien blubbern nicht weg, haben tiefe überspannung 
und sind nicht Kostenintensiv?

Weg mit dem Troll ! Aber subito schrieb:
> - Druck ? Soll's etwas gefeahrlicher werden ?
> - Temperatur ? Zuviel Energie vorhanden ?

Nun ich habe gelesen das der Druck/Temperatur Einfluss auf die 
Elektrolyseeffizienz/Eigenschaften (insbesondere bezgl. Nebenreaktionen) 
haben. Nicht?

von Teo D. (teoderix)


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: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Elektrolyse schrieb:
> Dann gehe ich richtig in der Annahme, das ob KOH oder NaOH verwendet
> wird keine entscheidende Rolle spielt?

Kalilauge hat eine etwas höhere Leitfähigkeit als Natronlauge.

von Weg mit dem Troll ! Aber subito (Gast)


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Die Spannung folgt dem Strom. Denn die Elektrolyszelle hat eine 
Kennlinie wie eine ideale diode. Unterhalb der Zersetzungspannung 
fliesst idealerweise kein Strom und oberhalb mit einem geringen 
Innenwiderstand. Du kannst einen Maximum Power Tracker auf diese 
Kennlinie laufen lassen.

von Blub B. (googoo)


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Elektrolyse schrieb:

> Resonanz Elektrolyse??

Es gab dazu mal einen Film namens ,,Außer Kontrolle" mit Keanu Reeves, 
in dem das Prinzip ziemlich gut erklärt wird ;)

http://www.filmstarts.de/kritiken/15943/trailer/19373654.html

von Elektrolyse (Gast)


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Habe folgendes Buch von 1954 gefunden: 
https://books.google.com.ua/books?id=7EWnBgAAQBAJ&pg=PA168&dq=elektrolyse&hl=de&sa=X&ved=0ahUKEwjs1_rRk4PmAhVYwsQBHU-GAX0Q6AEIKDAA#v=onepage&q=elektrolyse&f=false

leider die beste Literatur die über dieses Thema zu existieren 
scheint...

Anyway Seite 11 hat eine Liste der überspannungen. Nickel scheint das 
beste vernünftig Gepreiste Material zu sein. Wie sieht es mit korrosion 
aus? Kann reines nickel für anode sowie kathode verwendet werden oder 
besteht Sorge bez Korrosion ablagerungen etc?

von Weg mit dem Troll ! Aber subito (Gast)


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Ich denke Nickel wird oxidiert. Ich wuerd's mal mit Palladium oder 
Platin versuchen.
Und die 35 Euro fuer das E-Book raushauen.

von Elektrolyse (Gast)


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Weg mit dem Troll ! Aber subito schrieb:
> Ich denke Nickel wird oxidiert. Ich wuerd's mal mit Palladium oder
> Platin versuchen.
> Und die 35 Euro fuer das E-Book raushauen.

Pfff diese Metalle sind nicht gerade günstig.... Insbesondere 
Palladium....

von R. B. (boeschir)


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Hallo  Elektrolyse,
les dich doch mal in die Edison-Akkus ein, da sollte was für dich zu 
finden sein.
Da sind dann Eisen und Nickel als Elektroden, und die Dinger haben eine 
lange Lebensdauer. Meines Wissens wird da KOH verwendet, da die 
Leitfähigkeit höher als bei NaOH ist.
Bücher gibt es in der Tat nicht so viele aber vielleicht mal unter
ISBN1161082611 Wasserelektrolyse, von Viktor Engelhard, nachschauen ob 
da Infos für dich dabei sind.
Als Elektroden kann man auch Titan, wegen seiner Wiederstandsfähigkeit 
nehmen,
aber da ist die Überspannung höher als Ni-Fe.
Es gibt auch Versuche mit Ni-Fe Akkus, die nach voller Ladung 
"überlastet" werden, und dann gasen(1,4-1,5V?!), was dann wiederum 
aufgefangen wird.
Hab da aber lange nichts Neues mehr gelesen.

Gruß
Ralf

von Elektrolyse (Gast)


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Hallo Ralf

Das Buch datiert 1902 ist also noch älter als dieses aus den 50er 
Jahren. Anyway alt ist ja bekanntlich nicht gleichzuseten mit schlecht. 
Daher dake werde ich mir anschauen.

NiFe scheint nicht besonders anfällig zu sien. Insbesondere an der 
Kathode. Edelstahl Kathode sowie Nickel Annode könnte eine schlaue Wahl 
sein.

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