Consommation d'électricité d'équipement de production d'hydrogène

La loi de Faraday

LorsqueélectrolyzageSolution aqueuse pour produire de l'hydrogène, la loi de Faraday est strictement observée en termes de quantité de matériau: pour chaque solution d'électrolyte passant à travers 96485.309c d'électricité, une réaction d'électrode de gagner et de perdre 1 mol d'électrons se produit sur n'importe quelle électrode, et en même temps, Il est lié au gain et à la perte de 1 mol d'électrons. La quantité de substances correspondant à toute réaction d'électrode est également de 1 mol.

F = 96485.309c / mol est appelé constante de Faraday, qui exprime la quantité d'électricité par mole d'électrons. Dans le calcul général, F = 96500c / mol peut être approximé. Selon la loi de Raday, la formule suivante peut être obtenue: m = kit = kq

Dans la formule K— - représente la quantité de substances précipitée lorsqu'un courant de 1A est passé en 1H, g / (a ​​h); I— - Current, a;

T - Temps de puissance, H;

M—— La masse de la substance précipitée sur l'électrode, G;

Q - La quantité de charge passant par la cellule électrolytique, a h.

Étant donné que l'unité Coulomb est très petite, l'unité de charge couramment utilisée dans l'industrie est une heure d'ampère, et sa relation avec la constante F de Faraday est:

1f = 96500/3600 = 26,8 A · H2, production d'hydrogène

Selon la loi de Faraday, la charge de 26,8A · h peut produire 0,5 mol d'hydrogène gazeux. À l'état standard, le volume occupé par 0,5 mol d'hydrogène est de 11,2 L(A h)

Si l'efficacité actuelle est prise en compte, la production d'hydrogène réelle par heure de chaque électrolyzer doit être:M3

Dans la formule M - le nombre de cellules d'électrolyse de la cellule électrolytique, m =

I— - Current, a;

T—— Temps de puissance, H;

— - Efficacité courante,%.

De même, la production d'oxygène peut être calculée, ce qui est exactement la moitié de la production d'hydrogène.

Consommation d'énergie

La consommation d'énergie W est proportionnelle à la tension u et à la quantité de charge Q, à savoir

W = qu

Selon la loi de Faraday, dans des conditions standard, la charge théorique Q0 pour 1m3 de l'hydrogène produit est:

Par conséquent, la consommation d'énergie théorique W0 est:

Dans la formule: U0 est la tension de décomposition théorique de l'eau, U0 = 1,23 V.

Dans le fonctionnement réel de la cellule électrolytique, sa tension de travail est de 1,5 ~ 2 fois de la tension de décomposition théorique, et l'efficacité du courant ne peut pas atteindre 100%, donc la consommation d'énergie réelle est beaucoup plus grande que la valeur théorique. À l'heure actuelle, la consommation d'énergie réelle de 1M3 d'hydrogène produite par le dispositif d'électrolyse d'eau est de 4,5 ~ 5,5 kW · h.

Consommation d'eau pour l'électrolyse

La quantité théorique d'eau pour l'électrolyse peut être calculée par l'équation de réaction électrochimique de l'eau:

2H2O 2H2 ↑ + O2 ↑

Koh

2 × 18G 2 × 22,4L x 1000L dans la formule: x est la consommation d'eau théorique lors de la production d'hydrogène 1M3 dans des conditions standard, g; 22.4L est le volume d'hydrogène 1 mol dans des conditions standard.

x / 18 = 1000 / 22.4

x = 804g Dans le processus de travail réel, puisque l'hydrogène et l'oxygène transportent tous deux une certaine quantité d'eau, la consommation d'eau réelle est légèrement plus élevée que la consommation théorique d'eau. À l'heure actuelle, la consommation d'eau réelle pour la production de 1M3 d'hydrogène est d'environ 845 ~ 880 g.