Эффект эффективности Фарадея - Faraday-efficiency effect - Wikipedia

В Эффект эффективности Фарадея относится к возможности неправильной интерпретации данных экспериментов в электрохимия через неучет Эффективность Фарадея менее 100 процентов.

Предположение об эффективности

До недавних десятилетий было принято считать, что выделение водорода и кислорода во время электролиз воды всегда имеет коэффициент Фарадея 100%. Понс и Флейшманн, а также другие исследователи, сообщившие о находке аномальный избыток тепла в электролитических ячейках,[1] все полагались на это популярное предположение. Никто не потрудился измерить эффективность Фарадея в своих клетках во время экспериментов.[сомнительный – обсуждать] Многие публикации, сообщающие об обнаружении избыточного тепла, включали в себя четкое заявление вроде: «Предполагается, что эффективность Фарадея равна единице». Даже если это прямо не указано, эти публикации включали неявное предположение в формулах, используемых для расчета энергетического баланса клеток.

Связь с холодным синтезом

В отсутствие какого-либо другого правдоподобного объяснения аномальное избыточное тепло, выделяемое во время такого электролиза, было связано с Pons и Fleischmann к холодный синтез. Позже было обнаружено, что такое избыточное тепло может быть легко результатом обычной химии, то есть внутренней рекомбинации водорода и кислорода. Такая рекомбинация приводит к снижению фарадеевской эффективности электролиза. Эффект эффективности Фарадея - это наблюдение аномального избыточного тепла из-за снижения эффективности Фарадея.[нужна цитата ]

Измерение

С 1991 по 1993 год группа следователей,[2][3] во главе с Цви Шкеди в штате Массачусетс, США, построил хорошо изолированные камеры и калориметры который включал возможность измерения фактической эффективности Фарадея в режиме реального времени во время экспериментов. Камеры легководного типа; с тонкопроволочным никелевым катодом; платиновый анод; и K2CO3 электролит.

Калориметры были откалиброваны с точностью до 0,02% от входной мощности. Долговременная стабильность калориметров была проверена в течение 9 месяцев непрерывной работы. В своей публикации исследователи демонстрируют детали конструкции своих калориметров и обучают технологии достижения высокой калориметрической точности.

Эксперименты

Всего было проведено 64 эксперимента, в которых измерялась фактическая эффективность Фарадея. Результаты анализировали дважды; один раз с популярным предположением, что эффективность Фарадея составляет 100%, и снова с учетом измеренной эффективности Фарадея в каждом эксперименте. Средняя эффективность Фарадея, измеренная в этих экспериментах, составила 78%.

Первый анализ

Первый анализ, предполагающий эффективность Фарадея 100%, дал средний кажущийся избыток тепла 21% от входной мощности. Термин «кажущееся избыточное тепло» был придуман исследователями, чтобы указать, что фактическая эффективность Фарадея не принималась во внимание при анализе.

Второй анализ

Второй анализ с учетом измеренного КПД Фарадея дал фактический избыток тепла 0,13% +/- 0,48%. Другими словами, когда фактическая эффективность Фарадея была измерена и принята во внимание, энергетический баланс ячеек был нулевым без избыточного тепла.

Вывод

Это исследование показало, как обычная химия, то есть внутренняя рекомбинация водорода и кислорода, объясняет все количество кажущегося избыточного тепла. Следствие завершило публикацию[2] со следующим советом:

«Все отчеты о наблюдении избыточного тепла должны сопровождаться одновременными измерениями фактической эффективности Фарадея».

Джонс и др.[4] подтвердили, что Shkedi et al. выводы с тем же заключением:

«Фарадеевская эффективность менее 100% во время электролиза воды может служить причиной сообщений об избыточном тепле в ячейках« холодного синтеза »». [2]

Рекомендации

  1. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2008-02-23. Получено 2008-02-15.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (связь)
  2. ^ а б c Калориметрия, избыточное тепло и фарадеевская эффективность в Ni-H2O Электролитические ячейки. З. Шкеди, Р. Макдональд, Дж. Дж. Брин, С.Дж. Магуайр и Дж. Верант, Технология синтеза, том 28, № 4 (1995), стр. 1720-1731
  3. ^ Ответ на "Комментарии о калориметрии, избыточном нагреве и фарадеевской эффективности Ni-H"2O Electrolytic Cells ». Шкеди З., Fusion Technology Vol.30 (1996) с.133.
  4. ^ Фарадеевская эффективность менее 100% во время электролиза воды может служить причиной сообщений об избыточном тепле в ячейках «холодного синтеза». J.E. Jones et al., J. Physical Chem. 99 (май 1995) с.6973-6979