Significado y funcionamiento
Para crear una molécula de hidrógeno en la electrólisis del agua, la reducción requiere dos electrones. La relación teórica molar entre hidrógeno y oxígeno es de 2:1.
Incluso cuando se descarga la misma cantidad de carga, el número de moles generados y la energía eléctrica producida son diferentes. La energía eléctrica no depende únicamente de la carga, sino también del voltaje de funcionamiento.
Relaciones y condiciones de validez
La eficiencia actual es n(H₂)=It/(2F), n(O₂)=It/(4F). Calculamos la eficiencia de ida y vuelta comparando la energía eléctrica recuperada del pila de combustible con la energía eléctrica suministrada.
En sistemas reales, se incluyen la pérdida de voltaje, el procesamiento de gases y la energía de los dispositivos de almacenamiento y auxiliares. Si bien el hidrógeno no es una fuente que crea energía, puede servir como un medio de almacenamiento y distribución.
Qué observar en la simulación
La electrólisis produce hidrógeno y oxígeno en proporción 2:1. Invertir la reacción no recupera toda la energía eléctrica.
Supone eficiencia farádica del 100%, electrólisis a 1.8 V, pila a 0.7 V y poder calorífico superior de 285830 J/mol. Omite compresión, fugas y cinética. No lo reproduzcas con gases, llamas ni alta tensión.
Relaciones y símbolos clave
n(H₂) = It/(2F) · n(O₂) = It/(4F) · F = 96485.33212 C/mol
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
| F | Constante de Faraday | C/mol |
| It | Carga transferida | C |
| n | Cantidad de gas producido | mol |
Ejemplo resuelto
Con igual carga, ¿qué fracción de la energía de electrólisis vuelve como electricidad?
38.9 % · La electrólisis produce hidrógeno y oxígeno en proporción 2:1. Invertir la reacción no recupera toda la energía eléctrica.
Errores frecuentes
- No es posible obtener una mayor cantidad de energía eléctrica repitiendo el proceso de creación y posterior uso de hidrógeno, en comparación con el proceso inicial.