ÉLECTROLYSE DE L'EAU, quelle consommation pour quelle production

[invite1e64fc41]

Bonjour à toutes et tous.


J'aurais besoin d'une formule pour lier la pression du milieu, l’énergie consommée et le volume de gaz produit par électrolyse

Le volume produit est lié à la pression
Et ce volume est lié à l’énergie consommée (enfin je suppose)

Je n'ai malheureusement pas les connaissances physiques. J'ai pu trouver cette étude sur l’effet de la pression sur l’électrolyse de H2O ( https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01674502/document ) mais encore une fois, pas de mon niveau^^

PS: je souhaite réaliser cette électrolyse à 10m de profondeur en eau de mer... Donc 1 bar de pression relative, ou 2 bar en pression absolue

merci par avance

Cordialement,
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[JPL]

Explique précisément ton objectif car ta demande est plus que surprenante. Tu as de bonnes chances de fabriquer de l’eau de Javel in situ

[invite1e64fc41]

je voudrai remonter une charge de 1 kg qui si situe à 10m de profondeur en mer

A 10m, il me faut un volume d' "air" de 2L pour remonter cette charge

j'aurais donc besoin de connaitre l'énergie nécessaire pour produire 2L d' "air" (h2 + 0) pour dimensionner ensuite une batterie.

Le bloc batterie + electrolyseur serait étanche. Je n'ai pas encore réfléchi à la partie conception, mais déjà je voudrais voir si mon système est viable théoriquement; J'ai vu que l’électrolyse consommait pas mal d’énergie mais combien et pour produire quoi...
Cordialement

[invitef29758b5]

Salut

2L d' "air" (h2 + 0) pour dimensionner ensuite une batterie.

Quel horreur
Disons plutôt .
2 dm³ de gaz H₂ + O<sub>2

Début du calcul :</sub>
A 10m , pression absolue =
Volume à 1 bar =
Volume d' une mole à 1 bar = 24 dm3 , d' ou nombre de moles .

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1e64fc41]

Désolé pour la notation ^^

en presssion absolue a 10m, c'est 2 bars ?

Donc il faudrait je je produise 48 dm3 de gaz h2 + O

Concernant les mole... j'ai trouvé que l'oxygène à une masse de 16 g/mol et l'hydrogène 1g/mol


Connaissaissez-vous les volume produit en dm3 par rapport à la conso electrique? Ca dépend du rendement de chaque machine je suppose

Bonne journée

[Tom85360]

Bonjour,

Pour calculer le nombre de mol de gaz qu’il te faut pour avoir 2L à 2 bars de pression tu peux utiliser la loi des gaz parfait, P*V=n*R*T (avec pression en Pa et la T en Kelvin),
Donc n=(P*V)/(R*T) = (200000*2e-3)/(8,314*300)
n=0,16 moles
La dissociation d’une mole d’H2O donne 1,5 mole de gaz (1mole de H2 et ½ mole de O2)
Il te faut donc dissocier 0,16/1,5 = 0,106 moles d’eau
1 ampère correspond à 1coulomb par seconde.
La constante de faraday nous dit qu’une mole d’électrons à une charge de 96 485 coulombs (cst de faraday = 96 485 C·mol−1)
A l'anode (lieu de l'oxydation) : H2O (l)—>(½)O2(g) + 2 H+(aq) + 2 e-
A la cathode (lieu de la réduction) : H+(aq) + 2 e- —> H2(g)
Donc il faut faire passer 2 moles d’électrons pour électrolyser 1mole d’eau et former 1,5 mole de gaz (en théorie)
n e- = 2*n eau= 2*0,106= 0,212 moles d’électrons

n coulombs = 0,212*96485= 20 450 Coulombs (ou A/s)
Il faut donc faire passer (en théorie avec un rendement de 100%) 20 500 coulombs dans le circuit (≈6A.h)

Si tu veux la formule générale dans le cas de l’électrolyse de l’eau en H2+ 1/2 O2 :

V = (R·T·I·t·1,5)/(2P·F)

Avec V volume de gaz en m3
R la cste des gaz parfaits (8,314J/mol/K)
I l’intensité en ampère
t le temps en seconde
T la température (en Kelvin)
1,5 et 2 parce qu’il faut faire passer 2e- pour produire 1,5 moles de gaz
P la pression en pascal (dans ton cas 200 000Pa)
F la cste de Faraday (96 485 C·mol−1)

Attention le volume donné avec cette formule est théorique (je ne connais pas les rendements moyen de ce type d'électrolyse mais si on imagine environ 20% il faudra multiplier l'intensité ou le temps par 5)

Bonne journée