El efecto de eficiencia de Faraday se refiere a la posibilidad de una mala interpretación de los datos de los experimentos en electroquímica por no tener en cuenta una eficiencia de Faraday de menos del 100 por ciento.
Supuesto sobre la eficiencia
Hasta décadas recientes, era común asumir que la liberación de gas hidrógeno y oxígeno durante la electrólisis del agua siempre tiene una eficiencia de Faraday del 100%. Pons y Fleischmann, y otros investigadores que informaron del hallazgo de un exceso de calor anómalo en las células electrolíticas, [1] todos se basaron en esta suposición popular. Nadie se molestó en medir la eficiencia de Faraday en sus células durante los experimentos. [ dudoso ] Muchas publicaciones que informan del hallazgo de exceso de calor incluyeron una declaración explícita como: "Se supone que la eficiencia de Faraday es la unidad". Aunque no se indique explícitamente, estas publicaciones incluyeron este supuesto implícito en las fórmulas utilizadas para calcular el balance energético de las células.
Relevancia para la fusión fría
A falta de cualquier otra explicación plausible, Pons y Fleischmann atribuyeron el exceso de calor anómalo producido durante dicha electrólisis a la fusión fría . Más tarde, se descubrió que tal exceso de calor puede ser fácilmente producto de la química convencional, es decir, la recombinación interna de hidrógeno y oxígeno. Tal recombinación conduce a una reducción en la eficiencia de Faraday de la electrólisis. El efecto de eficiencia de Faraday es la observación de un exceso de calor anómalo debido a una reducción en la eficiencia de Faraday. [ cita requerida ]
Medición
De 1991 a 1993, un grupo de investigadores, [2] [3] encabezado por Zvi Shkedi, en el estado de Massachusetts, EE. UU., Construyó celdas y calorímetros bien aislados que incluían la capacidad de medir la eficiencia de Faraday real en tiempo real durante los experimentos. Las celdas eran del tipo de agua ligera; con un cátodo de níquel de alambre fino; un ánodo de platino; y electrolito K 2 CO 3 .
Los calorímetros se calibraron con una precisión del 0,02% de la potencia de entrada. La estabilidad a largo plazo de los calorímetros se verificó durante un período de 9 meses de funcionamiento continuo. En su publicación, los investigadores muestran detalles del diseño de sus calorímetros y enseñan la tecnología para lograr una alta precisión calorimétrica.
Experimentos
Se realizaron un total de 64 experimentos en los que se midió la eficiencia de Faraday real. Los resultados se analizaron dos veces; una vez con la suposición popular de que la eficiencia de Faraday es del 100% y, nuevamente, teniendo en cuenta la eficiencia de Faraday medida en cada experimento. La eficiencia media de Faraday medida en estos experimentos fue del 78%.
Primer analisis
El primer análisis, asumiendo una eficiencia de Faraday del 100%, arrojó un exceso de calor aparente promedio del 21% de la potencia de entrada. Los investigadores acuñaron el término "exceso de calor aparente" para indicar que en el análisis se ignoró la eficacia real de Faraday.
Segundo análisis
El segundo análisis, teniendo en cuenta la eficiencia de Faraday medida, arrojó un exceso de calor real de 0,13% +/- 0,48%. En otras palabras, cuando se midió y se tuvo en cuenta la eficiencia de Faraday real, el balance energético de las células fue cero, sin exceso de calor.
Conclusión
Esta investigación ha demostrado cómo la química convencional, es decir, la recombinación interna de hidrógeno y oxígeno, explica la cantidad total de exceso de calor aparente. Los investigadores concluyeron su publicación [2] con el siguiente consejo:
"Todos los informes que afirmen la observación de un exceso de calor deben ir acompañados de mediciones simultáneas de la eficiencia real de Faraday".
Jones y col. [4] han confirmado el Shkedi et al. hallazgos con la misma conclusión:
"Las eficiencias faradaicas inferiores al 100% durante la electrólisis del agua pueden explicar los informes de exceso de calor en las células de 'fusión fría'". [2]
Referencias
- ^ "Copia archivada" . Archivado desde el original el 23 de febrero de 2008 . Consultado el 15 de febrero de 2008 .CS1 maint: copia archivada como título ( enlace )
- ^ a b c Calorimetría, exceso de calor y eficiencia de Faraday en células electrolíticas de Ni-H 2 O. Z. Shkedi, RC McDonald, JJ Breen, SJ Maguire y J. Veranth, Fusion Technology Vol.28 No.4 (1995) p.1720-1731
- ^ Respuesta a "Comentarios sobre 'calorimetría, exceso de calor y eficiencia de Faraday encélulas electrolíticas deNi-H 2 O'". Shkedi Z., Fusion Technology Vol.30 (1996) p.133
- ^ Las eficiencias faradaicas inferiores al 100% durante la electrólisis del agua pueden explicar los informes de exceso de calor en las células de "fusión fría". JE Jones y col., J. Physical Chem. 99 (mayo de 1995) p.6973-6979