Laboratorium - Konwersja Energii i Paliw |
||
Wydział, rok: MSE Rok III
|
Temat ćwiczenia (1):
Elektroliza wody |
Data:
06.06.2008 |
Grupa 7 Zespół 5 |
Imię i nazwisko: Piotr Słupski, Paweł Poźniak |
Ocena: |
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się i podstawowe pomiary procesu elektrolizy wody w elektrolizerze polimerowym.
Wyniki pomiarów i obliczenia.
Tab.1 Charakterystyka prądowo-napięciowa elektrolizera
Rezystancja R [Ω] |
Napięcie U [V] |
Natężenie I [A] |
1200 |
1,467 |
0,00 |
100 |
1,513 |
0,04 |
47 |
1,541 |
0,08 |
10 |
1,650 |
0,34 |
8,2 |
1,679 |
0,42 |
6,2 |
1,720 |
0,54 |
3,9 |
1,800 |
0,79 |
Napięcie rozkładowe wody wynosi ok. 1,52 [V]
Tab.2 Zależność objętości wydzielonego wodoru i tlenu od czasu elektrolizy
Czas [s] |
Objętość H2 [ml] |
Objętość O2 [ml] |
Napięcie U [V] |
Natężenie I [A] |
0 |
0 |
0 |
1,649 |
0,34 |
60 |
2 |
1 |
1,651 |
0,34 |
120 |
4 |
2 |
1,652 |
0,34 |
180 |
7 |
3 |
1,652 |
0,34 |
240 |
10 |
5 |
1,653 |
0,34 |
300 |
13 |
6 |
1,653 |
0,34 |
360 |
15 |
7 |
1,653 |
0,34 |
420 |
18 |
8 |
1,653 |
0,34 |
480 |
20 |
10 |
1,653 |
0,34 |
Tab.3 Zależność objętości wydzielonego wodoru i tlenu od natężenia prądu elektrolizy (t=idem=180s)
Natężenie I [A] |
Objętość H2 [ml] |
Objętość O2 [ml] |
0,08 |
1,9 |
1 |
0,42 |
10 |
5 |
0,53 |
13 |
6 |
0,79 |
20 |
10 |
Stosunki współczynników pochyleń.
Powyższe stosunki oznaczają, że podczas elektrolizy wydziela się dwa razy więcej wodoru niż tlenu.
Porównanie wyników z prawami Faraday'a
Widzimy, że teoretyczne wartości współczynników są bardzo zbliżone do tych wyznaczonych na podstawie wykresu. Różnice mogą wynikać z tego, że proste regresji należało przeprowadzić przez początek układu współrzędnych oraz z niedokładności wyznaczania ilości wodoru.
Sytuacja w przypadku tlenu jest identyczna jak wodoru.
Sprawność faradajowska elektrolizera
Sprawność energetyczna elektrolizera
Wnioski.
Wyniki uzyskane na drodze eksperymentalnej zgadzają się z wynikami uzyskanymi na drodze teoretycznej wykorzystując prawa Faraday'a. Przebieg krzywej charakterystyki prądowo-napięciowej potwierdza istnienie napięcia rozkładu wody, powyżej którego prąd rośnie bardzo szybko. Obliczona sprawność elektrolizy jest bardzo wysoka.