Há realmente muitas variáveis em jogo para estabelecer um sistema ideal. Mas neste ponto estou me atendo a um abordagem, que eu acho, mais básica e talvez predominante, ou seja, a tensão e a corrente ideais (ponto de operação) de uma célula, para maximizar o rendimento.

Pois é Gil, corrente aqui é o que eu acho que deve ser o parâmetro primário para qualquer análise ... claro que é algo indissociável da tensão, mas é o que afinal produz efeitos ...

E aceito sugestões...

Vc sabe que sou alérgico a certos termos, como precisão e eficiência
 

Mas o que eu quis dizer é que a tensão ideal não deve ser muito acima disso ...

Pode ser, mas eu ainda não encontrei referência inequívoca que me convença ... infelizmente a literatura é muito confusa, o que se vê é a velha prática do CTRL+C - CTRL+V e, ou os artigos são de baixo nível, escritos por quem obviamente não tem os conhecimentos e a experiência desejáveis, ou são de nível excessivamente elevado para quem não conheça química aprofundadamente ... tenho visto números relativos a eficiência do processo que variam selvagemente  entre abaixo de 40% até acima de 80% ... dureza, né ?

A literatura cita geradores de escala industrial, onde cada célula opera com tensões dessa ordem.

Gil, considerar o que há no mercado certamente não é má prática, mas é preciso muita cautela ... vc sabe como as coisas são copiadas e equívocos se propagam por décadas ... há algo muito estranho nessa área ...os números ou não batem ou são perfeitos demais ... repito mais uma vez, não duvido que o potencial minímo para iniciar as reações seja da ordem de 2V, mas isto está longe de significar que determine a mais elevada eficiência ...

vamos ver se chegamos a outras conclusões. Ainda na linha de buscar um ponto de operação ideal.

Na verdade eu não estou muito preocupado com o ponto de operação "ideal" ... neste caso me interessa mais a eficácia que a eficiência, por assim dizer ... eficiência é algo de interesse, claro, se dominarmos o processo será um dos parâmetros conhecidos, mas eu gostaria de ser capaz de estimar a produção de uma determinada célula e as exigências para a fonte de uma maneira simples e confiável, menos empírica.

O que eu gostaria de fazer no momento, se dispusesse das condições (tempo, materiais etc) : uma célula com um par de eletrodos retangulares e paralelos de aço inox onde a distância entre eles pudesse ser ajustada e um eletrodo neutro pudesse ser inserido. Com isto em mãos não seria difícil ensaiar diversos eletrólitos, variar tensão e corrente, medir o volume de gases produzidos e tabular os resultados para a seguir confrontá-los com a predição teórica ...

Nada de significativo, ainda, apenas quis confirmar informações que eu já tinha.

Confirmou ?

Aos meus olhos os resultados parecem confirmar aquilo que eu dizia ... com o devido cuidado para evitar polarizar a opinião no sentido do que eu possa estar querendo ver, a variação me parece significativa, até mais do que  eu esperaria ... veja o gráfico abaixo ...

Um aspecto que deve ser levado em conta na escolha do eletrólito e das condições de operação (temperatura e pressão) é o potencial de oxi-redução (ORP), quanto menor o ORP da célula, maior o rendimento da célula, do ponto de vista termodinâmico, pois a potência elétrica gasta na célula é dada pelo produto E x I.

O aumento da temperatura reduz o ORP, aumentando o rendimento. Portanto, algum aquecimento da célula é benéfico. Ver gráfico anexo, de um artigo de uma entidade ligada à Universidade do Texas, que testou uma célula com eletrólito à base de NaOH.

 

Jorge,

Gil, que a potência seja o produto E x I é indiscutível, mas a eficiência será a razão entre a energia consumida e o volume de gás produzido, certo ? De que forma isto se relaciona com o ORP ainda não está claro para mim.

Tendo em vista que o volume de gás produzido segue a equação de Faraday, será proporcional à corrente. Porém, uma célula deve operar numa determinada tensão (> ORP). Para um dado valor fixo de corrente (por exemplo: alimentando a célula com uma fonte de corrente constante), se aumentarmos o ORP (p.ex: resfriando a solução), estaremos baixando o rendimento termodinâmico da célula, sem alterar a produção de H₂.   

Link para o artigo ?

www.electrochem.org/meetings/scheduler/abstracts/215/0398.pdf

Bem interessante ! Mas o que eu gostaria MESMO de ver é a correlação entre ORP e volume de gás produzido ...

Acho que não é por aí, o volume de gás se relaciona com a corrente (Lei de Faraday). Quer me confundir?? 

Jorge,

Veja que interessante essa coisa de corrente constante: inicialmente a temperatura da solução é baixa, ORP elevado, parte da energia disponível aquece a solução, o que faz com que a eficiência aumente ... isto tenderia a um estado de equilibrio, o de melhor eficiência nas condições reinantes ou eu tô viajando ? ;-) Um servosistema eletroquímico ? Que chique, hein ? ;-)

Você levantou um ponto importante, o controle. Avaliando o problema com o conhecimento até aqui exposto:

Se a corrente for constante, a produção de H₂ também será, mas não sei se a temperatura ficaria sob controle. Haverá aquecimento da solução de qualquer maneira, ao aquecer "demais", a temperatura sobe, fazendo o ORP cair (o rendimento termodinâmico aumenta) e a célula poderá aquecer menos, considerando apenas o ORP, a corrente e a produção de H₂ conforme Faraday.

Mas, há uma outra variável que é a resistividade do eletrólito, que aumenta com a temperatura. Aí, se a temperatura aumenta, a resistência aumenta e aquece mais. Um modelo possível de uma célula é uma fonte de tensão (tensão=ORP) em série com uma resistência. Nesse aspecto, uma superfície extensa e distâncias entre eletrodos pequenas ajudam.

Neste ponto, acho que cabem alguns testes.

Vou montar um maçarico desses para ver como é.

Boa ! Manda bala ! ;-)

um silenciador para ar comprimido de bronze sinterizado

Exatamente o que eu usaria como flame arrester ;-)

Sr minilathe

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Vou montar um maçarico desses para ver como é

Acho muito interessante unir o teórico ao prático...
Assim que puder vou montar outra célula, mas desta vez com placas de inox paralelas, deixando placas neutras entre o catodo e o anodo.
Assim que estiver pronta e funcionando posto aqui minhas conclusões...

Ok, vamos ver se conseguimos colocar novas versões de maçaricos que aquecem menos (o gerador de gás), consumam menos energia e produzam mais gás. E sobretudo, sejam seguros!!

Eu só não tenho tempo, pois estou em viagem novamente, senão já estava pronto. Fiz o desenho no Art CAM pra fazer o separador das placas, comprei as chapas de inox, agora só falta fazer!...

Olá Sr António Pinho, mudando um pouco do assunto, mas ainda dentro dele.
Eu gostaria de saber sobre aquele rachador de lenha que vc postou aqui no início. Foi vc quem fabricou?
Se sim, qual o diâmetro maior do cône? Qual o passo da rosca utilizada?
Desde já agradeço, pois estou querendo construir um para usar em minha casa para esta finalidade, visto que faz muito frio ( temperatura negativa) e utiliza-se muita lenha para aquecer os ambientes.
Achei muito prático e simples este sistema.
Obrigado!

Obrigado pela atênção.
Vou fazer um para testar.
Assim que ficar pronto, posto o resultado.
Até.