Горение углерода в воде..

[fenimus]

Зависит ли напряжение выделения водорода в растворе NaOH от материала электрода?

 

Возникла идея создать электрохимическую печку на угле...

Теоретически напряжение электролиза раствора (к примеру NaOH) на угольном электроде должно быть меньше чем на стальном (так же как при электролизе алюминия), поскольку при этом угольный электрод (он же топливо) окисляясь должен понижать напряжение электролиза.

Выделившийся водород предполагается пускать в топливный элемент который будет вырабатывать электроэнергию для этого самого электролиза и обогрева, если конечно КПД позволит..

 

Преимущества такой печки: должно быть меньше вредных газов, которые выделяются при горении угля, плюс дешевая электроэнергия. Кстати будет ли при этом образовываться угарный газ?

 

Есть какие-то справочники на тему угольных электродов?..

[antixrest]

То что вы предлагаете называется вечным двигателем и работать не будет.

[fenimus]

То что вы предлагаете называется вечным двигателем и работать не будет.

 

При чем здесь вечный двигатель?

С законом сохранения энергии там все в порядке..

Читайте внимательней:

УГЛЕРОД ДОЛЖЕН СГОРАТЬ, отсюда и энергия берется..

Изменено 24 Декабря, 2012 в 11:37 пользователем fenimus

[aversun]

Теоретически напряжение электролиза раствора (к примеру NaOH) на угольном электроде должно быть меньше чем на стальном

Наоборот, процесс выделения водорода на графитовых электродах протекает с большим перенапряжением, во всяком случае это перенапряжение выше, чем на железном катоде.

[fenimus]

Тогда берем электрод на котором выделяется водород из платины или никеля,

а из углерода тот, на котором окисляться радикал OH- ..

 

Раствор NaOH кстати сразу прореагирует с углекислым газом, так что сразу нужно рассматривать раствор NaCO3 или угольную кислоту..

 

Так что на графите будет окисляться CO3-, к чему это приведет?..

Изменено 24 Декабря, 2012 в 12:21 пользователем fenimus

[Ramus]

Зависит ли напряжение выделения водорода в растворе NaOH от материала электрода?

 

Возникла идея создать электрохимическую печку на угле...

Теоретически напряжение электролиза раствора (к примеру NaOH) на угольном электроде должно быть меньше чем на стальном (так же как при электролизе алюминия), поскольку при этом угольный электрод (он же топливо) окисляясь должен понижать напряжение электролиза.

Выделившийся водород предполагается пускать в топливный элемент который будет вырабатывать электроэнергию для этого самого электролиза и обогрева, если конечно КПД позволит..

 

Преимущества такой печки: должно быть меньше вредных газов, которые выделяются при горении угля, плюс дешевая электроэнергия. Кстати будет ли при этом образовываться угарный газ?

 

Есть какие-то справочники на тему угольных электродов?..

Дело в том, что нет разницы в количестве полученной энергии между двумя путями 1) 2H2O -> O2 + 2H2, O2 + C -> CO2 или 1) С + 2H2O -> CO2 + 2H2.

Суммарная реакция С + 2H2O -> CO2 + 2H2 требует затрат электроэнергии Q(эл) - Q(уг). Где Q(эл) - затраченная электроэнергия, Q(уг) - энергия полученная при сжигании углерода.

Всего из топлевного элемента по реакции 2Н2 + О2 -> 2Н2О получаем электроэнергии Q(эл.Н2)=Q(эл)*КПД/100%, где КПД < 100%, затрачиваем энергии Q(эл) - Q(уг). Вычитаем из полученной энергии затраченную Q = Q(эл.Н2) - Q(эл) + Q(уг) = Q(эл)*КПД/100 - Q(эл) + Q(уг) = Q(уг) - Q(эл)(1- КПД/100) < Q(уг). То есть просто сжигая углерод получим больше энергии.

Изменено 25 Декабря, 2012 в 11:11 пользователем Ramus

[Гость Ефим]

Дело в том, что нет разницы в количестве полученной энергии между двумя путями 1) 2H2O -> O2 + 2H2, O2 + C -> CO2 или 1) С + 2H2O -> CO2 + 2H2.

...

То есть просто сжигая углерод получим больше энергии.

А качество энергии? Топливный элемент имеет теоретический КПД близкий к 100%, чего ни от какой тепловой машины не добъёшься. ТС ведь собирается использовать водород в топливном элементе.

То есть - в одной части элемента идёт окисление угля водой, в другой части - окисление водорода кислородом воздуха. Суммарный процесс сводится к получению электричества при сжигании угля при комнатной температуре.

Вопрос не так прост, как кажется. Топливный элемент на угле при прямом сжигании практически до сих не реализован. Может быть удастся подойти к решению задачи введением промежуточного процесса? Чем чёрт не шутит...

[Ramus]

А качество энергии? Топливный элемент имеет теоретический КПД близкий к 100%, чего ни от какой тепловой машины не добъёшься. ТС ведь собирается использовать водород в топливном элементе.

То есть - в одной части элемента идёт окисление угля водой, в другой части - окисление водорода кислородом воздуха. Суммарный процесс сводится к получению электричества при сжигании угля при комнатной температуре.

Вопрос не так прост, как кажется. Топливный элемент на угле при прямом сжигании практически до сих не реализован. Может быть удастся подойти к решению задачи введением промежуточного процесса? Чем чёрт не шутит...

 

Чтобы можно было отбирать энергию у водородного топливного элемента нужно осуществить реакцию С + 2H2O -> CO2 + 2H2 с хорошим выходом. КПДуг - выход по току для электроокисления угольного анода, КПДт - это КПД топливного элемента.

Тогда получится что КПДуг > (1/КПДт)*(2*ΔH(Н2О ж)-ΔH(СО2 г))/(2*ΔH(Н2О ж)).

Или КПДуг > 0.312/КПДт при 298К. При КПДт = 0.8, КПДуг > 0.39

Изменено 25 Декабря, 2012 в 12:58 пользователем Ramus

[mypucm]

Работа угольного электрода в водном растворе и в расплаве криолита с глиноземом - две очень разные вещи. Криолитный расплав имеет слишком высокую температуру, при которой углерод количественно дает некий оксид (окись или закись) в ходе электролиза. А при электролизе щелочи углерод количественно даст разве что оксид графита, и то в поверхностных слоях. Этот оксид графита как бы не вполне устойчив, и тоже со временем может разложиться до тех же окислов. Но очень, очень медленно. Так что в водном растворе вкладом образования СО или СО₂ можно со спокойной совестью пренебречь: он ничтожен.

[fenimus]

...Но очень, очень медленно. Так что в водном растворе вкладом образования СО или СО₂ можно со спокойной совестью пренебречь: он ничтожен.

 

При электролизе начинает реагировать все, даже золото и иридий..