Hallo G4S,
Die Effektivität wird verbessert, nicht die Effizienz
Entschuldige wenn ich weit aushole, aber ich versuche es gut zu erklären.
Es ist so, dass bei der herkömmlichen Elektrolyse lediglich der
Stromfluss (also die Ampere) für die produzierte Gasmenge zuständig ist. Um also Gas zu bekommen, muss die Zelle leitfähig gemacht werden, durch ein Elektrolyt. So ab 20% Kaliumhydroxid steigt aber die Leitfähigkeit dessen nicht mehr großartig an, hier wird dann die Kontaktfläche zwischen Elektrode und Elektrolyt zum Flaschenhals. Vergrößert man jetzt durch das Strahlen die Oberfläche, ist mehr Metall pro cm² mit der Lauge verbunden - der Stromfluss steigt, und damit auch die Gasmenge.
Hier am Rande, aber doch wichtig: Da nur die Ampere die produzierte Gasmenge ausmachen (Faradaysches Gesetz), möchte man die Spannung jeder Zelle möglichst gering halten. Die besten Werte haben wir bei etwas unter 2V pro Zelle erhalten.
Eine zu hohe Spannung lässt natürlich auch den Strom in die Höhe schießen, verringert allerdings die Effizienz.
Ein Beispiel:
Man hat zwei Edelstahlplatten in 10%igem KOH und gibt
2,0V darauf. Nehmen wir mal an dass die Platten dabei so 5A ziehen.
Jetzt möchte man aber mehr Ampere (und damit mehr Gas!) haben, also dreht man die Spannung auf
2,3V. Die Zelle zieht jetzt 8A - also 18,4W gesamt.
Jetzt nimmt man die Platten, und vergrößert die Oberfläche durchs Strahlen um 60%. Es ist, als hätte man jetzt 60% größere Platten, der Stromfluss liegt jetzt ebenfalls bei 8A - allerdings bei nur 2,0V. Für die gleiche Menge Gas, braucht man jetzt also 16W, und damit 2,4W weniger - die sonst in Wärme übergehen würden. In der Relation scheint das wenig, aber die hier (beispielhaft) errechneten 13% Ersparnis sind bei einem 500W Elektrolyser schon einiges.
Natürlich kann man auch einfach mehr Platten verbauen um den gleichen Effekt zu erreichen, kostet aber mehr Material.
Sorry, ich hoffe der Roman hat weiter geholfen...
Gute Nacht,
Stefan