Auftriebskraftwerk
05.12.2014 um 19:52@Db1
Grob überschlagen: maximale Konzentration Kochsalzlösung ist 26.5% Masse.
D.h. in einer gesättigten Lösung mit Gewicht 1 kg sind 265 Gramm NaCl, das entspricht grob 5 mol.
In erster Näherung hat die Lösung eine Konzentration von 5 g/mol.
Aus der Nernstschten Gleichung folgt also für das Potential der Halbzelle:
-2.71 + 5/1 * 0.059 V also ca. -2.5 Volt.
Die andere Hälfte der Gleichung wird ein ähnliches Potential bei umgekehrten Vorzeichen haben, daher ergibt sich eine insgesamt nutzbare Spannung von meinetwegen 5-10V.
Nehmen wir günstigerweise 10 V an, ergibt sich aus
P= U * I
eine benötigte Stromstärke von 600 A.
600 A heißt jetzt aber, dass innerhalb 1 Sekunde genau 1 Coulomb an Ladung fließen muss - oder 6.25*10^19 Elektronen. Wir erinnern uns - wir haben 5 mol NaCl pro Kilo. Daher auch 5 mol Elektronen, die uns zur Verfügung stehen. Ein mol sind ca. 6*10^23
Division ergibt: 9600. Sekunden.
Wenn die Batterie also die angebenen 6000 Watt pro Kilo an Leistung liefern soll, dann kann sie das (unabhängig von der Menge der Lösungen!) maximal ca. 2.5 Stunden lang. Dabei wurde schon sehr zugunsten der Zelle gerundet, und es wurde natürlich der Effekt vernachlässigt, dass mit Verbrauch der Lösungen auch die Konzentration der Reduktions- und Oxidationsmittel sinkt, somit auch die Spannung, und damit die nötige Stromstärke steigt, was den Verbrauch noch beschleunigen würde. Damit stellen die 2.5h wohl eine unrealistische Obergrenze dar.
Grob überschlagen: maximale Konzentration Kochsalzlösung ist 26.5% Masse.
D.h. in einer gesättigten Lösung mit Gewicht 1 kg sind 265 Gramm NaCl, das entspricht grob 5 mol.
In erster Näherung hat die Lösung eine Konzentration von 5 g/mol.
Aus der Nernstschten Gleichung folgt also für das Potential der Halbzelle:
-2.71 + 5/1 * 0.059 V also ca. -2.5 Volt.
Die andere Hälfte der Gleichung wird ein ähnliches Potential bei umgekehrten Vorzeichen haben, daher ergibt sich eine insgesamt nutzbare Spannung von meinetwegen 5-10V.
Nehmen wir günstigerweise 10 V an, ergibt sich aus
P= U * I
eine benötigte Stromstärke von 600 A.
600 A heißt jetzt aber, dass innerhalb 1 Sekunde genau 1 Coulomb an Ladung fließen muss - oder 6.25*10^19 Elektronen. Wir erinnern uns - wir haben 5 mol NaCl pro Kilo. Daher auch 5 mol Elektronen, die uns zur Verfügung stehen. Ein mol sind ca. 6*10^23
Division ergibt: 9600. Sekunden.
Wenn die Batterie also die angebenen 6000 Watt pro Kilo an Leistung liefern soll, dann kann sie das (unabhängig von der Menge der Lösungen!) maximal ca. 2.5 Stunden lang. Dabei wurde schon sehr zugunsten der Zelle gerundet, und es wurde natürlich der Effekt vernachlässigt, dass mit Verbrauch der Lösungen auch die Konzentration der Reduktions- und Oxidationsmittel sinkt, somit auch die Spannung, und damit die nötige Stromstärke steigt, was den Verbrauch noch beschleunigen würde. Damit stellen die 2.5h wohl eine unrealistische Obergrenze dar.