Diskuzní fórum Elektro Bastlírny

samec píše:

kulikus píše:

samec píše:Schválne som písal eV, lebo z toho hneď vidíš, aké napätie potrebuješ. A že vodu nejde rozkladať ľubovoľne malým napätím, je dvôvod, prečo sa destilovaná voda považuje za izolant.

Asi to někde bude uvedené, ale využiju této možnosti k praktickému dotazu - jak se ze zmíněných údajů určí napětí potřebné pro elektrolýzu?

základné vorce...
P=U·I [W; V, A]
I=Q/t [A; C, s]
W=P·t [J; W, s]
...
W=U·Q [J; V, C]

Tak, ako si niekto vymyslel, že 3,14... násobok sa bude nazývať π, tak si niekto iný vymyslel, že množstvo niečoho v počte 6·10²³ kusov budeme nazývať mol. Teda ak BOBOBO tvrdí, že na jeden mol častíc treba nejakú energiu, tak ja tvrdím že na jednu časticu treba delené mol menej.
Elektrický prúd, to sú elektróny pohybujúce sa vodičom za jednotku času. A znova množstvo elektrónov, ktoré pri prúde 1A pretečie za čas 1s niekto nazval 1 Coulomb. To je 6,2415•10¹⁸ elektrónov v jednom Coulombe. (Len na okraj, všimni si, že Coulomb má iný počet elektrónov, než mol častíc.) Známejšia je však prevrátená hodnota, to jest elektrický náboj jedného elektrónu e=-1,602·10⁻¹⁹ Coulomba.
A keď vieš, že na jednu časticu ti treba jeden elektrón a už vieš, koľko prúdu je ten jeden elektrón, tak nie je nič jednoduchšie, ako energiu v elektrónvoltoch predeliť tým jedným elektrónom a čo ti zostane, sú už len volty.

Díky za exkurzi do základů elektřiny a jednotkových převodů – vážím si snahu, ale mám pocit, že se už poněkolikáté vyhýbáš jádru problému. Nikdo nerozporuje, že 1 eV = 1,602×10⁻¹⁹ J, ani že Coulomb má 6,24×10¹⁸ elektronů. To víme.

Ale diskuze nezačala tím, jestli existuje převod mezi eV a J. Začala tím, že jsi z vazebných energií v eV sestavil výpočet účinnosti elektrolýzy a tvrdil, že účinnost je 26 %. A na to jsem ti už několikrát ukázal, proč je to špatně:

eV na vazbu nemá přímý vztah k makroskopické energii potřebné pro elektrolýzu

Účinnost se nepočítá jako rozdíl mezi vazbami před a po

Správná cesta je přes ΔG (Gibbsova energie) nebo přes Faradayův zákon + napětí článku

Tvůj přístup nebere v potaz přepětí, proudový výtěžek, fázové přechody a další ztráty

A ano – eV je užitečná jednotka, když se bavíme o jednotlivých částicích nebo kvantové chemii. Ale ty s ní počítáš účinnost reálného elektrolyzéru, který běží na stovky ampér a vyrobí kilogramy vodíku. V tom měřítku se počítá v kWh a kJ/mol, nikoliv v „energie na jednu vazbu“.

Znovu tedy – nejde o to, že eV je špatná jednotka. Jde o to, že tvůj způsob použití eV pro výpočet účinnosti není fyzikálně správný, protože ignoruje všechny klíčové aspekty elektrochemie.

Díky za veškeré reakce, ale mám pocit, že se pořád točíme v kruhu. Opakovaně se tu oháníš tím, že elektronvolt a Joule jsou přece jen různé jednotky téhož, že výpočtem přes eV „hned vidíš“, kolik je potřeba energie na jednu molekulu, a že z toho lze odvodit i napětí a účinnost. Jenže právě v tom je problém. To, že lze eV přepočítat na Jouly, přece nikdo nikdy nezpochybnil. Stejně tak víme, kolik má jeden Coulomb elektronů a že energie dělená nábojem dá napětí. To všechno je základní elektřina. Jenže tady nejde o jednotky – jde o to, jak je používáš.

Z vazebných energií jednotlivých molekul odvozuješ „uloženou energii“ a z ní pak účinnost rozkladu vody, která ti vychází 26 %. Tím ale ignoruješ celý reálný systém: žádné přepětí, žádný proudový výtěžek, žádná odporová ztráta, žádné fáze, žádná Gibbsova energie. Jen čistý rozdíl několika tabulkových eV. To není alternativní výpočet – to je špatná aplikace mikroskopické veličiny na makroskopický děj.

Pokud počítáme účinnost reálné elektrolýzy, bavíme se o výrobě 1 kg vodíku, přenesení stovek molů náboje při určitém napětí (typicky 1,8–2,0 V), a následném využití tohoto vodíku v palivovém článku. Z toho pak získáme účinnost ~40–45 %, v závislosti na technologii. Pokud ti „alternativní výpočtem“ vychází 26 %, není problém v tom, že používáš eV místo kJ – problém je v tom, že počítáš špatnou věc nesprávným způsobem.

Takže ano – jednotky jsou převoditelné. Ale pokud z energie v eV na jednu vazbu odvozuješ účinnost průmyslového elektrolyzéru, je úplně jedno, jestli to převedeš do Joule, Voltů, nebo pixelů na sekundu – výsledek je pořád nesmyslný. Za mě je tímto vše podstatné řečeno.

Víš samec , já to vidím tak , že víš ho vno , seš v šerbli a kopeš do sra čiek . Vyse r sa na to a nájdi si niečo , čemu rozumieš .
Tož tak .
Vlákno je o jediném , jaké jsou problémy v praxi s reálným tlakovým vodíkem . Nás netolik znalé oblbují , jak je to s vodíkem a jeho budoucností jednoduché . Základní pro dnešek je to, že nebudeme mít proud ani na svícení , nedejž na elektrolýzy . V dnešní době to nikdo nezaplatí .

Dobře, tak tady to máš – i v číslech, i přepočtené do tvých oblíbených eV, včetně srovnání na moly, kilogramy a kWh. A ano, u vodíku ti to náhodou sedí – ale dál už to nevychází vůbec.

Chápu, že se snažíš popsat dění v molekule vody přes vazebné energie a počítat z toho efektivitu, ale tenhle přístup má několik zásadních problémů, které nejde obejít – ani když to vztáhneš jen na „jednu molekulu“:

– Efektivita je vždy poměr užitečně využité energie ku vložené energii. A platí to jak pro jednu molekulu, tak pro celý systém – ale musíš počítat s reálnými procesy, ne jen s vazebnými energiemi.

– Elektrolyzér nefunguje tak, že rozbiješ molekulu na atomy a pak je „rekombinuješ“. Mezi tím probíhá elektrochemická reakce – nikde nevzniká volný H nebo O atom, žádné chemické „trhání vazby“ ve vakuu. Elektrony se přenášejí skrze elektrody, ne mezi jednotlivé vazby uvnitř molekuly.

– Tvoje hodnota „uložené energie 5,02 eV“ zhruba odpovídá 484 kJ/mol. Na 1 kg H₂ (cca 500 molů) by to bylo 242 000 kJ = 67,2 kWh/kg. Reálná výhřevnost vodíku (LHV) je ale jen 33,3 kWh/kg, tedy polovina. Už tady je jasně vidět, že se tvůj model rozdělal někde po cestě.

– Paradoxně ti hodnota „4,48 eV“ pro H–H vazbu opravdu odpovídá energii, která se uvolní při jeho oxidaci. Proto ti LHV „sedí“. Ale u kyslíku (O=O) nebo vody už ti to nesedí vůbec – protože ty molekuly nejsou jen součet vazebných energií.

– Reakce v elektrolyzéru není o tom, že „rozbiješ vazbu“ a „rekombinuješ atomy“. Voda je kapalina, produkty jsou plyny, probíhá redoxní reakce, žádné volné atomy nikde nepobíhají, a ty „vazby“ se nepřetínají šroubovákem. Dochází k přenosu elektronů přes elektrody, podle napětí a Faradayova zákona.

– A ještě čísla ze skutečnosti: na výrobu 1 kg H₂ spotřebuješ cca 95 700 000 C při 1,85 V → to je 177 MJ, tedy 49,2 kWh/kg H₂. Když ho pak použiješ v palivovém článku s účinností 60 %, dostaneš zpátky cca 20 kWh/kg. To znamená celkovou účinnost 40,7 %, což je pořád násobně jinde, než tvých 26 % „vypočtených“ z rozdílu nějakých vazeb.

– A jen bokem: efektivita se počítá jako poměr energie systému, ne jako „součet vazeb produktů / součet vazeb reaktantů“. To může fungovat jako ilustrace ve středoškolské učebnici, ale ne jako podklad pro reálný výpočet elektrolýzy.

Takže ano – ta tvoje hodnota pro H–H vazbu ti sedí. Ale zbytek se rozpadá jak domeček z karet, protože celý model ignoruje skupenská tepla, chemický potenciál, reálný mechanismus reakce a molární měřítko. A efektivitu ze srovnání vazeb fakt nevyčteš, ani kdyby sis je obkreslil z Wikipedie.

Jestli máš konkrétní výpočtovou chybu v tom, co jsem napsal výše, klidně napiš. Ale pokud je to dál jen o tom, „že to cítíš jinak“, nebo že eV jsou přece hezké, tak už to dál fakt nemá smysl. Pak je nejlepší to prostě uzavřít.

V každým případě je výroba vodíku ztrátová. K těm ztrátá,m nutno připočíst ještě problém, kde vzít tu vodu. Vody není zrovna mnoho a jestliže ji budeme používat na výrobu vodíku, bude chybět v přírodě. Vedlejším efektem výroby vodíku je ovšem vznik tepla, který přispěje k dalšímu oteplování planety. Cesta do pekel.

RX-20 píše:kde vzít tu vodu. Vody není zrovna mnoho a jestliže ji budeme používat na výrobu vodíku, bude chybět v přírodě.

Spaľovaním vodíku a kyslíku vzniká opäť voda. Nič sa nestratí. To je zákon zachovania hmoty.

GeistCZE píše:– Tvoje hodnota „uložené energie 5,02 eV“ zhruba odpovídá 484 kJ/mol. Na 1 kg H₂ (cca 500 molů) by to bylo 242 000 kJ = 67,2 kWh/kg. Reálná výhřevnost vodíku (LHV) je ale jen 33,3 kWh/kg, tedy polovina. Už tady je jasně vidět, že se tvůj model rozdělal někde po cestě.

Lenže ja som to rátal na vstupe s dvoma molekulami vody, aby mi na výstupe vyšla celá molekula kyslíku. Takže po prevode cez mólovú konštantu na móly ta uložená energia prislúcha dvom mólom vody. Takže môj výpočet je správny. Preto opakujem, či rátaš s molekulami a elektrónvoltami, alebo s mólami a joulami, výsledok bude vždy ten istý, len v iných jednotkách.

RX-20 píše:V každým případě je výroba vodíku ztrátová. K těm ztrátá,m nutno připočíst ještě problém, kde vzít tu vodu. Vody není zrovna mnoho a jestliže ji budeme používat na výrobu vodíku, bude chybět v přírodě. Vedlejším efektem výroby vodíku je ovšem vznik tepla, který přispěje k dalšímu oteplování planety. Cesta do pekel.

Každá výroba je ztrátová. Předpokládám, že vodík se bude vyrábět z energie z obnovitelných zdrojů, která pochází ze slunce. Kdyby tato energie nebyla člověkem využita, tak by se někde jinde v přírodě proměnila v teplo, celková energetická bilance planety tedy zůstává stejná.

Spalováním vodíku vzniká voda, kterou je možno nechat zkondenzovat a znovu využít pro elektrolýzu. Mělo by to tu výhodu, že by takovou vodu nebylo potřeba nijak čistit.

samec píše:

RX-20 píše:kde vzít tu vodu. Vody není zrovna mnoho a jestliže ji budeme používat na výrobu vodíku, bude chybět v přírodě.

Spaľovaním vodíku a kyslíku vzniká opäť voda. Nič sa nestratí. To je zákon zachovania hmoty.

GeistCZE píše:– Tvoje hodnota „uložené energie 5,02 eV“ zhruba odpovídá 484 kJ/mol. Na 1 kg H₂ (cca 500 molů) by to bylo 242 000 kJ = 67,2 kWh/kg. Reálná výhřevnost vodíku (LHV) je ale jen 33,3 kWh/kg, tedy polovina. Už tady je jasně vidět, že se tvůj model rozdělal někde po cestě.

Lenže ja som to rátal na vstupe s dvoma molekulami vody, aby mi na výstupe vyšla celá molekula kyslíku. Takže po prevode cez mólovú konštantu na móly ta uložená energia prislúcha dvom mólom vody. Takže môj výpočet je správny. Preto opakujem, či rátaš s molekulami a elektrónvoltami, alebo s mólami a joulami, výsledok bude vždy ten istý, len v iných jednotkách.

Zkusím to napsat tak, aby to bylo jasné i pro pomalejší: entalpie se vždycky definuje na mol. To znamená, že když ji počítám na jednu molekulu, dostanu číslo v eV; když na dva kusy, dostanu dvakrát tolik; a když to přepočtu na celý mol, vyjde to vždy úplně stejně. Jinými slovy – jestli si to rozdělíš na půlky, čtvrtky nebo celé chleby, po přepočtu na kilo mouky pořád dojdeš k té samé ceně.

Takže tvé tvrzení ‚počítal jsem na dvě molekuly vody‘ nedělá s výsledkem vůbec nic – pořád skončíš u těch 484 kJ/mol, což je 67 kWh/kg vodíku. Realita je ale 242–286 kJ/mol, tedy 33–40 kWh/kg. Ten rozdíl nevzniká tím, že jsem počítal na jednu molekulu a ty na dvě, ale tím, že ty vůbec nepočítáš s entalpií reakce, nýbrž se součtem průměrných vazebných energií, které k reálnému procesu elektrolýzy prostě nepatří.

Napsal jsi to jasně a srozumitelně, díky!
Snad se tím takto může skončit...

Ku rva samec . Kolikrát budeš na svou otázku z prvního příspěvku chtít odpověď , že víš ho vno .

Samé povery a pranostiky... Bla bla...

Je to stejně hebedo , a ještě hlúpe .

Někde jsem četl, že nejekonomičtější výroba vodíku je při krakování ropy, v podstatě odpad. Trochu dražší je parní reforming metanu. Elektrolýza je ekonomickej nesmysl. V budoucnu by mohla pomoci výroba vodíku vysokoteplotním termochemickým cyklem v jaderným reaktoru, co už před 30 lety vymysleli japonci.

Orlen má v rozvoji , tvrdě napsáno , v nejbližší době rozjet u nás výrobu 100tt H ročně . Mají i projekty FVE a nákup produkce FVE z venku . Vůbec netušíš , jak je stále častěji zřejmé , že nemáš vůbec přehled .

Celeron, vodík v j. reaktoru vzniká radiolýzou vody a je to odpadní plyn. Je ale problém jímat tento plyn v reaktorech u kterých se s tím nepočítalo.

Jo, vím, japonská JAEA a vysokoteplotní jaderný reaktory HTGR s S-I cyklem. Neznáš ing. Prokeše tady z našeho kraje, asi 60 let? Taky dělal na jádru ale po plyšáku šel do soukroma. Nedávno jsme se zrovna o vodíku a metylu do článků bavili.