¿Cuánta agua puedes dividir en hidrógeno y oxígeno usando la electrólisis con un kilovatio hora de electricidad?

Aquí hay suficiente información para responder la pregunta. Los sistemas de electrólisis disponibles comercialmente requieren aproximadamente 50 kilovatios hora de energía para producir 1 kg de H2 y 8 kg de O2 a partir de 9 kg de agua.

Entonces, con 1 kWh de potencia obtendríamos 1/50 de eso, que serían 20 gramos de H2 y 160 gramos de O2.

Depende de las presiones y concentraciones. Suponiendo condiciones estándar (1 atmósfera de presión, 1 mol por litro de iones H +), necesitaría un voltaje de 1.23V.

Dado que P = IV (potencia = voltaje X actual) podemos obtener la corriente dividiendo la potencia por el voltaje. Si ejecutamos un kilovatio durante una hora a 1.23 V, obtenemos 1000W / 1.23V = 813 amperios. Ahora, un amplificador es un coulomb por segundo, por lo que si ejecutamos 813 amps durante una hora obtenemos 813 amps * 3600 segundos = 2.93 millones de coulombs de carga.

Ahora un mol de electrones tiene una carga de 96,500 coulombs, lo que significa que fluirán 2.93 millones / 96,500 = 30 moles de electrones.

Ahora, dos electrones tienen que fluir para que cada molécula de agua se divida, por lo que 30 moles de electrones dividen 15 moles de agua en 15 moles de gas hidrógeno y 7,5 moles de oxígeno. Eso significa que 1 kilovatio hora de electricidad puede dividir unos 270 gramos de agua y producir unos 350 litros de hidrógeno y 175 litros de oxígeno.

Depende mucho de la temperatura. Cuando la electrólisis se realiza a alta temperatura, estamos abrumando la energía de activación, el mismo 1kWHr producirá el doble de hidrógeno y proporcionará enfriamiento al reactor. Esto se puede usar en un reactor nuclear. ver HTSE (Electrólisis de vapor a alta temperatura.
Las plantas de energía nuclear pueden producir hidrógeno para alimentar la “economía del hidrógeno” – American Chemical Society

Como 1kWh es una unidad de energía, no tenemos más remedio que calcular en términos de energía.

La entalpía estándar de formación de agua es -286kJ / mol. Lo que significa que se producen 286kJ de energía cuando el oxígeno gaseoso y el hidrógeno gaseoso reaccionan para formar 1 mol de agua. Esto también significa que necesitamos 286 kJ para romper el agua y formar H2 y O2.

1kWh = 3600 kJ. Entonces, el número máximo de moles de agua dividida es 3600/286 = 12.6 moles. Eso se traduce en 25,6 g de H2 y 201,6 g de O2.

Tenga en cuenta que este cálculo supone que no hay pérdida de energía en un escenario perfecto, es decir, es imposible dividir 12.6 moles de agua usando 1kWh de energía en la vida real.

Creo que necesitas el voltaje de la celda para resolver esto.
Entonces puedo calcular la corriente ya que es 1kW h.
Esto me da el no ‘de coulombs que fluyen por segundo.
1 mol de agua (18 g) necesita 1 Faraday de carga (9.64 x 104C) para descomponerse.
Entonces puedo calcular cuántos gramos se descompondrán en un segundo.
De eso la cantidad en 1 hora.

Dicho de otra manera, si mueve 1 coulomb de carga a través de un pd de 1 volt, se realiza 1 Joule de trabajo. (Voltios = Julios / Coulomb)

Puedo convertir 1kWhr a julios. (1000x60x60)

Conociendo el voltaje de la celda, puedo encontrar el número de Coulombs de carga transferidos, por lo tanto, el número de moles de agua descompuesta. De ahí la cantidad de gramos descompuestos.