水素生産装置の電力消費

ファラデーの法律

いつ電解水素を生成するための水溶液、ファラデーの法則は材料量の観点から厳密に観察されます。電気の96485.309cを通過する電解質溶液ごとに、電極で1分の電子を獲得して失うという電極反応が任意の電極で発生し、同時に発生します。これは、1分の電子のゲインと損失に関連しています。電極反応に対応する物質の量も1 molです。

f = 96485.309c/molはファラデーの定数と呼ばれ、電子のモルあたりの電気量を表します。一般的に計算では、f = 96500c/molに近似できます。 Radayの法律によると、次の式を取得できます。M= Kit = KQ

式k - で、1aの電流が1h、g/（a h）で渡されると沈殿した物質の量を表現します。 i—— current、a;

T - パワーオンタイム、H;

m——電極の上で沈殿した物質の質量g。

Q-電解セルを通過する電荷の量、h。

クーロンユニットは非常に小さいため、産業で一般的に使用される充電ユニットはアンペア時間であり、ファラデーの一定のfとの関係は次のとおりです。

1F = 96500/3600 = 26.8 A・H2、水素生産

ファラデーの法律によると、26.8a・hの充電は0.5molの水素ガスを生成する可能性があります。標準状態では、0.5molの水素が占める体積は11.2Lです。その後、電気分解セルの1a・H電荷のガス生成は（A H）

現在の効率が考慮される場合、各電解因子の1時間あたりの実際の水素生産は次のとおりです。M3

式m-電解細胞の電気分解細胞の数、m =

i—— current、a;

t——力をオンにする、h;

- 電流効率、％。

同様に、酸素の生産を計算できます。これは、水素の生産の正確な1/2です。

消費電力

電力消費量wは、電圧uと電荷qの量に比例します。

w = qu

ファラデーの法律によると、標準的な条件下では、生成された水素の1M3あたりの理論的電荷Q0は次のとおりです。

したがって、理論的な消費電力W0は次のとおりです。

式では、U0は水の理論的分解電圧であるU0 = 1.23Vです。

電解セルの実際の動作では、その作業電圧は理論的分解電圧の1.5〜2倍であり、電流効率は100％に達することができないため、実際の消費電力は理論値よりもはるかに大きくなります。現在、水電気分解装置によって生成される水素の1M3の実際の消費電力は4.5〜5.5kW・hです。

電解のための水消費量

電気分解のための理論的量の水は、水の電気化学反応方程式によって計算できます。

2H2O 2H2↑ + O2↑

KOH

2×18G 2×22.4L x 1000L式で：Xは、標準条件下で1M3水素を生成する場合の理論的な水消費量です。 22.4Lは、標準条件下で1モル水素の体積です。

x/18 = 1000/22.4

x =実際の作業プロセスでは、水素と酸素の両方が一定量の水を運ぶため、実際の水消費量は理論的な水消費量よりわずかに高くなります。現在、1M3の水素を生成するための実際の水消費量は約845〜880gです。