Felix Flohqual
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wh54 hat geschrieben: Felix Flohqual hat geschrieben: ...Die Spannungsdifferenz zwischen 5 V Ausgangsspannung des Netzteils und der Zellenspannung (~ 3 V bis 4 V) wird am besten mit einem geeigneten Vorwiderstand (Drahtspirale, 0,035 Ohm, heizt mit 30 Watt) aufgefangen.
Wie kommst du denn darauf? So einfach läuft das nicht, da fliessen noch diverse andere Faktoren ein. Zb. Leitfähigkeit des Elektrolyten, Elektrodenmaterial bzw. Grösse, Elektrodenabstand, Spannung, Strom, Temperatur.....und natürlich auch welchen Stoff du elektrolysieren möchtest.
Und selbst wenn du diese Daten einsetzt in deine Berechnung, mit nem Widerstand läuft das nicht. Elektrolysen sollten schon mit einer regelbaren (Konstant) Stromquelle durchgeführt werden.
Werner
Eine genau einstellbare Konstantstromquelle wird bei Elektrolysen nur für Forschungszwecke benötigt, wenn es darum geht, für verschiedene Bauformen, Elektroden, Elektroklyte, Temperaturen usw. die Ausbeute genau zu messen. Aber wenn nur etwas Kaliumchlorat für Versuchszwecke hergestellt werden soll und eine brauchbare Zelle vorhanden ist, dann muß der Strom nicht im Promillebereich konstantgehalten werden, weil sich Ausbeute und Elektrodenverschleiß nur langsam mit der Stromdichte ändern.
Beispiel: Bei einer typischen kleinen Amateur-Chloratzelle (Anode Graphitplatte 5 x 13 cm, V2A-Kathode, Elektrodenabstand 2o mm, Stromdichte 40 mA/cm^2, aktive Anodenfläche 130 cm^2, Gesamtstrom der Zell 5 A, Elektrolyt gesättigte KCl-Lösung, Temperatur 20 - 40°C), die mit einer Konstantstromquelle betrieben wird, fällt sie Zellspannung im Verlauf der Elektrolyse (durch pH-Änderung, Alterung der Elektrode, Zunahme der Chlorat-Konzentation usw) von anfangs 3,0 V auf 2,7 V, bei einer Stomstärke von 5 A . Wird diese Zelle stattdessen mit einem 5V Netzteil über einen Vorwiderstand betrieben, so fällt an diesem 2,3V Spannung ab und die Verlustleistung beträgt 11,5 W , er muss also einen Wert von 0,46 Ohm haben. Bei 3 V Zellspanung ergibt sich mit diesem Vorwiederstand ein Strom von 4,35 A, also kein Problem. Und sollte die Zellspannung durch einen Kurzschluss auf unrealistische 0 V abfallen, dann ist der maximale Strom 10,9 A und am Vorwiderstand werden 54 W verbraten. Das wäre kein Drama bei einem entsprechend belastbaren Wiederstand. Eine offene Spule aus Kupfer- oder Stahldraht, waagerecht auf eine Keramikplatte (Fließe) montiert für ausreichende Konvektionskühlung, wäre z.B. als Vorwiderstand geeignet. Noch besser ist ein Lampenwiderstand (z.B. 7 Halogenlampen 12 V, 50 W parallel) geeignet, da der Widerstand bei Belastung größer wird und dadurch der Kurzschlussstrom auf kleinere Werte (z.B. 7,4 A) begrenzt wird. Eine weitere Möglichkeit ist eine ausgeglühte Bleistiftmine (Graphit) mit zwei gut kontaktierenden Klemmen (umgebogene Streifen aus dünnem Kupferblech); ein solcher Widerstand ist hoch belastbar und zudem durch Verschieben der Kontakte einstellbar.
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