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nzcym-0
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加入日期: Mar 2008
文章: 6
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作者ivy11111
如果我有一莫耳Na從NaCl(l)中電解出來

理論上需要一莫耳的電量就是96500庫侖

故需一安培電流26.8小時才能完成此動作

問題來了

小弟今使用1伏特1安培需26.8小時就是需要26.8W

那如果是使用100伏特1安培也是需要26.8小時,亦需2680W

小弟在計算中犯了什麼錯誤???

NaCl 是導體, 用恆壓源(定電壓)供電就無法決定兩電極間的電流大小, 用恆流源(定電流)供電就無法決定兩電極間的電壓大小.

1) 假設您的電解槽的設計在 1 V 供電時有 1 A. ( 1 ohm), 那麼把供電電壓提升到 100 V 時, 電流也會跟著上升到 100 A. 如果 PSU 無法提供足夠電流, 那麼您會發現電壓昇不上去.

2) 您顯然沒留心過高中化學氧化還原電位這個部分(習題做得有點少). 如果今天您把問題反過來想就會明白毛病出在哪裡. Na+ Cl- <---> Na + 0.5 Cl2 假設這是發生在鈉二次電池的反應; 充電時 NaCl 被分離成鈉金屬與氯氣, 放電時鈉金屬與氯氣化合形成 NaCl.

沒錯, 您是可以用 100 V, 1,000 V 甚至 10,000 V 去驅動 NaCl 的電解反應. 但是當您把鈉電池拿放電的時候還是只能得到 (2.71 + 1.36 =) 4.07 V 的輸出電壓.
(http://host6.wcjhs.tyc.edu.tw/~ta53...s/web4/a6-2.htm)

所以您的問題根源就是出在對高二電化學氧化還原反應的習題做得實在太少 (大概現在的高中參考書裡把這類刁鑽習題砍了吧?!)

所以現在回答您的問題
A) 電池為非線性元件, 不可硬套用線性元件(純電阻)的 I-V 觀念來計算.
B) 用 1 V 充電時發現 NaCl 電池幾乎不過電, 電流不會升到 1 A.
C) 當氧化還原電極夠接近時(也就是NaCl電阻所需的導通電壓可以忽略時) 大概要至少 4.10 V ~ 5.00 V 來充電.
D) 所以用 100 V 來充電時, 有 95 V 的多餘電壓以熱能的形式溢散.
E) 不管是用 4.10V 或是 100 V 充電, 該鈉氯電池充滿電時的開路電壓(無負載輸出)為 4.07 V.
F) 所以您的鈉氯電池的充電電壓至少要有 4.07 V, 而該鈉氯電池的放電電壓最多只有 4.07 V!
舊 2008-06-03, 10:27 AM #5
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