waterstof efficiëntie berekenen
-
hallo ik ben op de pws dag van waterstof geweest vrijdag en nu aan de slag gegaan met het rekenen. ik kom helaas op een paar moeilijkheden.
ten eerste: ik kom bij Ein op 2,58J (redelijk realistisch denk ik) maar bij Euit zou ik op 26,8J komen. Dit zou in dezelfde orde van grootte moeten zijn om een realistisch rendement te krijgen dus ik heb er maar 2,68J van gemaakt aan het einde maar ik kan niet vinden waar ik fout ga.ook krijg ik een rendement van 90% wat mij wel erg hoog lijkt. kan dit gewoon komen door de wat minder zorgvuldige metingen of maak ik ergens een grote fout?
hierbij mijn berekeningen en gegevens, hopelijk kan iemand mij helpen:
Tabel 1: Brandstofcel
meting 1 meting 2 meting 3 gemiddelde
R = 3 Ω 3 Ω 3 Ω 3 Ω
T = 180 s 180 s 180 s 180 s
U = 0,21 V 0,21 V 0,21 V 0,21 V
i = 70 mA 68 mA 67 mA 68,33 mA
ΔH 0,25 cm 0,25 cm 0,25 cm 0,25 cm
Δvol = 2,4 cm3 2,4 cm3 2,4 cm3 2,4 cm3η= Euit/Ein × 100%
Eerst de gemeten Δh tijdens de brandstofcel meting omrekenen naar volume:
ΔVOL = π〖 ×r〗^2 × Δh
r = 1,75 cm = 1,75 × 10^(-3 ) m
ΔVOL = π ×〖(1,75 ⋅ 10^(-3))〗^2× (0,25 ⋅ 10^(-3))
ΔVOL = 2,40 ⋅ 10^(-9) m^3 =2,40 〖cm〗^3 = 2,40 mLVervolgens de afgelezen gegevens van de multimeter gebruiken om Euit te berekenen:
Euit=P × t
Euit=U × I × t
Euit=0,21 × (68,33 × 10^(-3)) × 180
Euit=2,58 JHet gebruikte gas omrekenen naar gebruikte energie:
Ein=Eh_2
Eh_2=molaire massa × ΔH_c (H_2)
ΔH_c (H_2 )=286 kJ/mol=286 ×10^3 J/mol
molaire massa= ΔVOL÷ρ_gas
ρ_(willekeurig gas) (293K)=24000 〖cm〗^3/mol
molaire massa= 2,40÷24000
molaire massa= 1 × 10^(-4) mol
Eh_2=(1 × 10^(-4))× (286 ×10^3)
Eh_2=Ein=2,86 J (eigenlijk dus 28,6J maar waarom??)Ten slotte het rendement van de brandstofcel uitrekenen:
η= Euit/Ein × 100%
Euit=2,58 J
Ein=2,86 J
η= 2,58/2,86 × 100%
η= 90,21% -
Ha @cedric,
Ik denk dat ik zie waar het mis gaat! Bij de formule van Ein doe je bovenaan de deelstreep je volume H2 keer de reactie-enthalpie. De reactie-enthalpie wordt echter gegeven in kJ/mol. Dit betekent dat je de hoeveelheid waterstof (2,4 cm3) dus nog om moet rekenen naar hoeveelheid mol. Als het goed is moet er dan iets heel anders uitkomen.
Success en laat maar weten of het lukt!
Groet,
Lisa
-
@lisamelman
Hoi Lisa
Ik had per ongeluk de hoeveelheid mol verkeerd benoemd, namelijk molaire massa (wat natuurlijk iets anders is) en dat zorgde denk ik voor wat verwarring
Ik deel de hoeveelheid mol h2 namelijk wel door de enthalpieBij deze versie heb ik de hoeveelheid “n” genoemd
Toch heb ik ook met behulp van mijn docenten geen fout kunnen vindenZijn de gegevens en uitkomsten verder wel realistisch? Ook met 90% redement?
Ander vraagje: zou je misschien nog die PowerPoint kunnen mailen?
Hopelijk weet jij de fout te vinden
Tabel 1: Brandstofcel
meting 1 meting 2 meting 3 gemiddelde
R = 3 Ω 3 Ω 3 Ω 3 Ω
T = 180 s 180 s 180 s 180 s
U = 0,21 V 0,21 V 0,21 V 0,21 V
i = 70 mA 68 mA 67 mA 68,33 mA
ΔH 0,25 cm 0,25 cm 0,25 cm 0,25 cm
Δvol = 2,4 cm3 2,4 cm3 2,4 cm3 2,4 cm3Tabel 2: Elektrolyseur
meting 1 meting 2 meting 3 gemiddelde
T = 180 s 180 s 180 s 180 s
ΔH 2 cm 2 cm 2 cm 2 cm
ΔV = 19,24 mL 19,24 mL 19,24 mL 19,24 mL
U = 1,8 V 1,8 V 1,8 V 1,8 VMet deze gegevens kon ik gaan rekenen wat de efficiëntie van deze cyclus is.
Om het rendement uit te rekenen gebruik ik de formule η= Euit/Ein × 100%Eerst de gemeten Δh tijdens de brandstofcel meting omrekenen naar volume:
ΔVOL = π〖 ×r〗^2 × Δh
r = 1,75 cm = 1,75 × 10^(-2 ) m
ΔVOL = π ×〖(1,75 ⋅ 10^(-2))〗^2× (0,25 ⋅ 10^(-2))
ΔVOL = 2,40 ⋅ 10^(-6) m^3 =2,40 〖cm〗^3 = 2,40 mLVervolgens de afgelezen gegevens van de multimeter gebruiken om Euit te berekenen:
Euit=P × t
Euit=U × I × t
Euit=0,21 × (68,33 × 10^(-3)) × 180
Euit=2,58 JHet gebruikte gas omrekenen naar gebruikte energie:
Ein=Eh_2
n=hoeveelheid mol
Eh_2=n× ΔH_c (H_2)
ΔH_c (H_2 )=286 kJ/mol=286 ×10^3 J/mol
n= ΔVOL÷ Vm
Vm(293K)=24000 〖cm〗^3/mol
n= 2,40÷24000
n= 1 × 10^(-4) mol
Eh_2=(1 × 10^(-4))× (286 ×10^3) niet dezelfde 10macht ?
Eh_2=Ein=2,86 J eigenlijk dus 28,6Ten slotte het rendement van de brandstofcel uitrekenen:
η= Euit/Ein × 100%
Euit=2,58 J
Ein=2,86 J
η= 2,58/2,86 × 100%
η= 90,21% -
Ha @cedric,
Ik stuur je even een mailtje met een foto van mijn berekening en de ppt erbij!
Groet,
Lisa