Electrolyse de l'eau

[invite04a499e8]

Bonjour a tous.
J'ai cherché sur google et sur plusieurs forums mais je n'ai pas trouvé de réponse a mes questions, je me permets donc de les poser ici.

J'aimerais connaitre la quantité d'énergie nécessaire (en Joules ou en Wh) pour électrolyser un litre d'eau afin de récupérer de l'oxygène et de l'hydrogène dans les meilleures conditions. Pour que cette énergie soit la plus faible possible, quel est le meilleur électrolyte, quel est la quantité d'eau minimale nécessaire, à quelle température doit être mon eau (mais je ne veux ni avoir de vapeur, ni avoir une pression trop importante) ?
Je ne veux produire que de l'hydrogène et de l'oxygène, je ne veux pas avoir d'autres gaz. Je veux également que ma réaction soit la plus rapide possible.
D'un autre côté, avec ce litre d'eau, combien de litre d'hydrogène(gaz) et combien de litre d'oxygène(gaz) ai-je produit? (je sais seulement que j'aurais deux fois plus d'hydrogène que d'oxygène)
Comment faire pour recomposer l'hydrogène et l'oxygène produit en eau? Quel est la quantité d'énergie que je peux récupérer? Que faire pour que cette énergie soit la plus grande possible?

Je sais, ça fait beaucoup de questions... En gros, j'électrolyse un litre d'eau (dans un réservoir qui en contient suffisamment), je récupère l'hydrogène et l'oxygène que je recombine dans une turbine a hydrogène, quel est la quantité minimale d'énergie perdue dans l'opération?

Si je remet l'eau ainsi reformée dans mon réservoir et que je veuille répéter l'opération indéfiniment, devrais-je rajouter de l'électrolyte ou celui de départ convient il? Ai-je besoin de changer mes électrodes ou est-ce que je peux avoir une réaction qui ne les détériore pas?

Merci beaucoup.
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[moco]

Que répondrais-tu à quelqu'un qui demanderait qu'on lui explique les fractions ordinaires, les équations, les racines carrées, les logarithmes, et ses applications pratiques, médicales et industrielles, les problèmes de coût, etc. ?
Et qui ne dit pas ce qu'il sait déjà, ni où il veut en venir, ni ce dont il dispose comme matériel, si c'est un industriel à la retraite, un fonctionnaire international, ou un lycéen curieux ?

[invite04a499e8]

Je le redirigerais vers des sites où il peut s'informer.

Je suis un étudiant international et la seule motivation pour ce post c'est ma curiosité. Je ne suis pas étudiant en chimie et je n'y connais pas grand chose.
Si j'avais demandé quelle était la quantité d'énergie nécessaire pour élever la température d'un litre d'eau d'un degré, on m'aurait répondu 4186J sans me demander quel matériel j'utilise ni si je suis à la retraite ou si je suis un lycéen.
Je ne pensais pas que ma question soit beaucoup plus compliquée. Je vais donc essayer de faire par étape et d'enlever le maximum d'inconnues.


Si j'ai un bac contenant 18l d'eau et 2l de soude, le tout à 25°C, et que j'y mets deux électrodes en platine raccordées à un dispositif qui envoi un courant continu de 2V et 5A. En combien de temps aurais-je séparé l'oxygène de l'hydrogène d'1l d'eau?

[invite05d513cc]

Si j'avais demandé quelle était la quantité d'énergie nécessaire pour élever la température d'un litre d'eau d'un degré, on m'aurait répondu 4186J sans me demander quel matériel j'utilise ni si je suis à la retraite ou si je suis un lycéen.

Ils aurais plutôt répondus 4,186 j

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite05d513cc]

Non c étais juste ce que tu a dis, je pensais a 1 gramme pas 1000 grammes

[chatelot16]

il n'y a pas besoin de rentrer dans les detail pour repondre a ce qui est le plus important : un electrolyseur parfait consome 1 joule d'electricité pour faire la quantité d'hydrogene dont la combustion fait 1 joule aussi

comme un moteur thermique parfait a un rendement limité par la thermodynamique , l'atelage electrolyseur plus moteur n'a pas d'interet

un tres bon electrolyseur peut avoir un rendement de 90% : c'est a dire qu'un joule d'electricité fera 0.9 joule d'hydrogene : mais un tel electrolyseur doit etre enorme : beaucoup plus lourd que le moteur thermique de meme puissance

il a existé des gros electrolyseur pour faire l'hydrogene pour les ballon pour obtenir des haut rendement il fallait des tres grandes surface d'electrode , en fonte nickelé avec de la potasse caustique comme electrolyte

il n'y a que l'eau qui est consomé , il faut donc alimenter en eau pure : la meme potasse reste indefiniment dans l'apareil

pour que le rendement reste bon il ne faut pas que du calcaire ou d'autre corps etranger se deposent sur les electrodes : il faut donc alimenter en eau distillé : ce qui augmente encore le prix de revient de l'operation

[invite04a499e8]

Merci Chatelot.

Si je comprends bien, avec le meilleur électrolyseur existant, je peux avoir un rendement de 90%, ce qui est bien plus que ce que je pensais.

J'ai lu que des chercheurs ont réussit a développer un nouveau type de moteur à hydrogène à haut rendement. "Haut rendement" ça veut dire supérieur à 90% ?
Admettons 90%. Ça fait que si je couple (je sais ça paraît idiot et sans intérêt...) l'électrolyseur à mon moteur et que je raccorde la sortie de mon moteur à mon électrolyseur dans un circuit fermé et complètement étanche, je perdrais 19% de mon énergie à chaque "boucle", mais je n'aurais aucune perte en eau ni en quoique ce soit et je pourrais faire ça indéfiniment, enfin, jusqu'à l'usure de mon moteur. Correct?

Juste une dernière question, tu me dis que 1joule électrique me rapporte 0.9joule hydrogène, mais ça fait quel volume d'eau électrolysé?

[alopex]

Attention, un moteur à haut rendement ne fait pas 90%. Disons que 40% parait plus raisonnable (rendement le plus élevé atteint par un moteur thermique à ce jour: 60%, mais pas transportable!!)

[alopex]

Sinon, il faut 285 kJ/mol pour électrolyser l'eau donc 5,13 kJ/g

[chatelot16]

J'ai lu que des chercheurs ont réussit a développer un nouveau type de moteur à hydrogène à haut rendement. "Haut rendement" ça veut dire supérieur à 90% ?

haut rendement c'est juste meilleur que mauvais rendement : quand le rendement normal d'un moteur a explosion est 20% , 25% peut etre appelé haut rendement ...

pour faire 90% de rendement avec de l'hydrogene il n'y a que la pile a combustible , et encore faut il etre tres riche pour y mettre des tres grandes surface d'electrode , en platine , et le platine est encore plus cher que l'or , et persone n'est assez riche pour mettre des electrodes assez grande , et on se contente de rendement plus faible pour economiser le platine ...