Voltando ao nosso maçarico a água, como energia não se cria, se transforma... A energia elétrica injetada na célula eletrolítica servirá para duas coisas:
(1) Decompor a água, gerando H
2 e O
2(2) Aquecer a água (eletrólito)
Algum aumento de rendimento na geração de H
2 ocorre com o aquecimento da água, mas se aquecer demais também não é bom, nem seguro. Assim, acho que temos de trabalhar de maneira a maximizar o item (1) sem aumentar tanto (2), maximizando o aproveitamento da energia elétrica, afinal somos verdes, não é??.
Pesquisando, percebi que a tensão necessária numa célula eletroquímica de eletrólise de água, a tensão ideal deve estar entre 2 a 3V, acima disso, o rendimento de hidrogênio até aumenta, mas a resistência do eletrólito começa a gerar muito aquecimento também. Acima de 2,2V, a geração de H
2 aumenta quase linearmente com a tensão, e a resistência aumenta também.
Como o consumo de corrente é praticamente proporcional à produção de H
2, ao aumentar a tensão da célula, a produção aumenta, pois a corrente aumenta, mas a célula aquece demasiadamente. Se formos usar uma fonte de 12V, o ideal seria ter várias células em série (4 ou 5), operando com tensão em torno de 2 a 3V, de modo que as perdas por aquecimento sejam minimizadas e maximizar a produção de H
2. Ao invés de uma única célula operando com 12V, onde 8 a 9V (67 a 75%!!!) serão dissipados em calor, evaporando desnecessariamente o eletrólito. Isso é corroborado com o fato das perdas por efeito Joule aumentarem com o quadrado da corrente. Ver equação de célula eletrolítica anexa.
Um arranjo usual para células em śerie é interpor placas neutras entre as placas onde é ligada a corrente, o que equivale a ligar células em série. Assim, uma célula para 12V teria a configuração ideal de 6 células, ou então, 5 placas neutras e duas placas ligadas à fonte, conforme a seguir: + N N N N N -
Exemplo de uso de placas neutras:
