Efekt wydajności Faradaya

Efekt wydajności Faradaya odnosi się do możliwości błędnej interpretacji danych z eksperymentów elektrochemicznych poprzez nieuwzględnienie wydajności Faradaya mniejszej niż 100 procent.

Założenie dotyczące wydajności

Do ostatnich dziesięcioleci powszechnie przyjmowano, że uwalnianie wodoru i tlenu podczas elektrolizy wody ma zawsze sprawność Faradaya równą 100%. Pons i Fleischmann oraz inni badacze, którzy zgłosili odkrycie anomalnego nadmiaru ciepła w ogniwach elektrolitycznych, opierali się na tym popularnym założeniu. Nikt nie zadał sobie trudu zmierzenia wydajności Faradaya w swoich komórkach podczas eksperymentów. Wiele publikacji donoszących o znalezieniu nadmiaru ciepła zawierało wyraźne stwierdzenie, takie jak: „Zakłada się, że wydajność Faradaya wynosi jedność”. Nawet jeśli nie zostało to wyraźnie stwierdzone, publikacje te zawierały to domniemane założenie we wzorach używanych do obliczania bilansu energetycznego komórek.

Znaczenie dla zimnej fuzji

Pons i Fleischmann przypisywali anomalny nadmiar ciepła wytwarzany podczas takiej elektrolizy zimnej fuzji . Później odkryto, że taki nadmiar ciepła może być łatwo produktem konwencjonalnej chemii, tj. wewnętrznej rekombinacji wodoru i tlenu. Taka rekombinacja prowadzi do zmniejszenia wydajności elektrolizy Faradaya. Efekt wydajności Faradaya to obserwacja anomalnego nadmiaru ciepła spowodowanego zmniejszeniem wydajności Faradaya.

Pomiar

W latach 1991-1993 grupa badaczy pod przewodnictwem Zvi Shkedi w stanie Massachusetts w USA zbudowała dobrze izolowane ogniwa i kalorymetry , które umożliwiały pomiar rzeczywistej wydajności Faradaya w czasie rzeczywistym podczas eksperymentów. Komórki były typu lekkowodnego; z katodą z cienkiego drutu niklowego; anoda platynowa; i _{elektrolit K2CO3} . _

Kalorymetry skalibrowano z dokładnością do 0,02% mocy wejściowej. Stabilność długookresową kalorymetrów sprawdzono przez okres 9 miesięcy ciągłej pracy. Badacze w swojej publikacji pokazują szczegóły konstrukcji swoich kalorymetrów i uczą technologii uzyskiwania wysokiej dokładności kalorymetrycznej.

Eksperymenty

W sumie przeprowadzono 64 eksperymenty, w których zmierzono rzeczywistą wydajność Faradaya. Wyniki analizowano dwukrotnie; raz z popularnym założeniem, że sprawność Faradaya wynosi 100%, a drugi raz z uwzględnieniem zmierzonej sprawności Faradaya w każdym eksperymencie. Średnia wydajność Faradaya zmierzona w tych eksperymentach wyniosła 78%.

Pierwsza analiza

Pierwsza analiza, przy założeniu sprawności Faradaya na poziomie 100%, dała średni pozorny nadmiar ciepła na poziomie 21% mocy wejściowej. Badacze wymyślili termin „pozorny nadmiar ciepła”, aby wskazać, że rzeczywista wydajność Faradaya została zignorowana w analizie.

Druga analiza

Druga analiza, uwzględniająca zmierzoną sprawność Faradaya, dała rzeczywisty nadmiar ciepła 0,13% +/- 0,48%. Innymi słowy, gdy zmierzono i wzięto pod uwagę rzeczywistą wydajność Faradaya, bilans energetyczny ogniw był zerowy, bez nadmiaru ciepła.

Wniosek

Badanie to wykazało, w jaki sposób konwencjonalna chemia, tj. wewnętrzna rekombinacja wodoru i tlenu, odpowiadała za całą ilość pozornego nadmiaru ciepła. Badacze zakończyli publikację następującą radą:

„Wszystkim raportom stwierdzającym obserwację nadmiaru ciepła powinny towarzyszyć jednoczesne pomiary rzeczywistej wydajności Faradaya”.

Jones i in. potwierdzili Shkedi et al. ustalenia z tym samym wnioskiem:

„Sprawność faradajska mniejsza niż 100% podczas elektrolizy wody może odpowiadać za doniesienia o nadmiarze ciepła w ogniwach„ zimnej fuzji ”.