waterstofbrandstofcel voor waterzuivering

we werken voor school aan een waterzuivering voor een elektriciteitscentrale dus toen kwam het idee van het gebruik maken van elektrolyse waarbij er waterstof wordt gecreëerd en om dit dan weer om te zetten naar water door middel van een brandstofcel waardoor we puur water hebben met zo min mogelijk verlies aan energie. nu wat het probleem de brandstof cel wat voor een?? is het rendement hoog genoeg?? is er niet een betere manier?? en miss wel de belangrijkste vraag komt er genoeg water bij vrij?? want we zoeken naar een hoeveelheid van ongeveer 280000l/u (280m3/h)

zouden iemand me kunnen helpen bij deze zoektocht want ik heb ben ik bang niet genoeg verstand van dit soort zaken voor een gerichte zoekactie (heeft 2 dagen lang gewoon op google gezocht naar brandstof cellen) dus hoopte dat iemand wist hoe ik dit beter kon doen/mij verder helpen met deze zoektocht/opdracht

(wrm onder de high voltage post, het gaat hier naar verwachting om totaal spanningen die boven de 220 uit moeten komen)

Move naar schoolvragen.

In een praktische elektrolyse-opstelling kost het je 20MWh aan elektrische energie om een m3 water te ontleden, waarna je met een hoeveelheid waterstof zit die ongeveer equivalent is aan 13MWh. Stop je dat in een brandstofcel, dan krijg je er ongeveer 6MWh aan energie uit.

Met andere woorden, het kost je ~14MWh aan elektrische energie om een kubieke meter water door de cyclus te halen.

En je kan niet zomaar afvalwater door je elektrolyse-apparaat jagen, want dan krijg je geen water en zuurstof maar een hele cocktail, dus het water moet al zuiver zijn voor je hieraan zou kunnen beginnen.

Economisch is er ook nog het probleempje van de investering.

Goed idee in principe, praktisch wat minder.

/edit: om jouw debiet van 280m3 per uur te halen, heb je dus ongeveer 4GW nodig, waarvoor je met drie nieuwe moderne kerncentrales (met 2012 output) nét toe komt.

bedankt voor de info, zou U het erg vinden als we dit in verslag zouden gebruiken om deze oplossing als niet mogelijk te bestempelen

[Bericht gewijzigd door Henry S. op (79%)]

Reken het zelf even uit, dan leer je er nog iets van. Ik zuig die getallen zomaar uit mijn duim, en kan er tientallen procenten naast zitten. Het is maar 5 minuten werk. Google dus even de efficiëntie van een typische elektrolyse-opstelling, en die van een brandstofcel. En met drie lijntjes vermenigvuldigen/delen ben je er.

En post het resultaat hier, zodat de rest er ook iets van leert, ikzelf incluis.

Zonder te rekenen zou ik zeggen dat het verdampen en condenseren van water een stuk minder energie kost. Het is bovendien een zeer veel toegepaste techniek. Sterker nog, de natuur zelf gebruikt hem ook.

ja maar dit kost ook veel energie dus we gingen er van uit dat met een apperaat met een rendement van 60% dat dit beter was dan verdamping en condensatie

[Bericht gewijzigd door Henry S. op (51%)]

heeft die centrale geen rest warmte ergens in het proces... kun je mooi gebruiken voor het verdampen.

ja maar de cellen hebben een minimale bedrijfstemperatuur

Na een gecorrigeerde berekening :
Productiewaterstof kost voor 30000l/h 174/h
Brandstofcellen levert op met rendement van +/-60% 104,4kw/h
Wat neer komt op een verschil van zo'n -69,6kw/h

elektrolyse apparaat:
http://www.fuelcellmarkets.com/Proton_OnSite_Hydrogen_Electrolysers_Fu…
rendement brandstofcel (tabel pagina 5):
http://www.teamproject.nl/dpsm/materiaal/brandstofcel.doc/berekening_v…

Mod-edit: Probeer eens te posten zonder overbodige quotes, en gebruik de edit

[Bericht gewijzigd door Henry S. op (1%)]

Je kan ook gewoon even kunnen wachten met posten, ik heb je geen vrijbrief gegeven om door te gaan met kicken, morgen maar verder.

Lees ondertussen de FAQ en extra forumregels maar even goed door.

Niets toevoegende kickpost verwijderd

Op 2 februari 2012 16:12:03 schreef jeroen1996:
we werken voor school aan een waterzuivering...

Wat wil je nu eigenlijk? Water zuiveren?
En daarvoor wil je het water eerst ontleden en er dan weer water van maken?
Bij stap 1 gaat het al mis: je kunt smerig water niet elektrolyseren, zoals Bert_mc al schreef.
Einde verhaal.
Of snap ik iets niet?

nou niet compleet, dan moeten wij namelijk gewoon eerste de 280m3/h productiewater zuiveren dat gebruiken en daarvan als het gebruikt is nog eens 125 m3/h aftappen en hier demiwater van maken

Heb je al uitgezocht welke vervuiling er in het water aanwezig is?
Dat lijkt me wel handig om te weten als je het er uit moet filter.

de lijst met vervuiling in de Waddenzee die we hebben gekregen
calcium 350 mg/l
magnesium 950 mg/l
mangaan <0.05 mg/l
ijzer 0.2 mg/l
natrium 8200 mg/l
cloride 14500 mg/l
TOC(organische koolstof) 5.0 mg/l
ammonium 0.5 mg/l
sulfaat 2000 mg/l

en de eisen voor het proces water zijn
chloride 150 mg/l met een max van 200 mg/l
opgeloste stoffen/zwevende stof 5 mg/lmet een max van 5 mg/l
troebelheid 1 FTU met een max van 5 FTU
ijzer 0.1 mg/l met een max van 0.2 mg/l
mangaan 0.2 mg/l met een max van 0.5 mg/l

de andere stoffen die niet bij de eisen staan moeten er dan zo ver ik weet al uit zijn

en voor het demi water, wat we uit dit proces water kunnen halen als het gebruikt is zijn:

geleidbaarheid (egv) 0.20 µs/cm
pg geen eis
silica (Sio2) 0.010 mg/l Si
natrium 0.005 mg/l
ijzer 0.030 mg/l
koper 0.002 mg/l
toc 100 ug/l

en effe over die elektrolyse, we kunnen er dan wel geen water mee scheiden maar wel zouten, wat nou als we gewoon zodra de ammonium er uit is (anders wordt het ammoniak niet goed). we 2 metalen staven in het water steken + en - dan zullen de zouten er tot worden aangetrokken en zullen ze er aan vast blijven tot de stroom er weer af gaat dus als wij dan gewoon de stroom erop laten tot het zoutlozewater weggepompt is dan zouden we toch gewoon 2 metalen staven met chemicaliën hebben die we als we er ze in ander water steken (ik stel voor afvalwater wat dus van deze chemicaliën is ontdaan) dan zouden ze toch gewoon weer oplossen...?? of maak ik nu een grote denk fout

ow en voordat een slimmerik komt met nee dan gaat de natrium reageren met water, nee dan zal het beetje water dat ontleed (2 H2O + 2e- --> 2 OH- + H2 (g) ) leiden tot natriumhydroxide wat niet explodeert met water

Op 6 februari 2012 14:12:04 schreef jeroen1996:
de lijst met vervuiling in de Waddenzee die we hebben gekregen
calcium 350 mg/l
magnesium 950 mg/l
mangaan <0.05 mg/l
ijzer 0.2 mg/l
natrium 8200 mg/l
cloride 14500 mg/l
TOC(organische koolstof) 5.0 mg/l
ammonium 0.5 mg/l
sulfaat 2000 mg/l

14,5 kilo chloride per liter water?

en in diezelfde liter zit ook nog is 2 kilo sulfaat? Ik dacht dat 1 liter water in zijn totaliteit ongeveer 998 gram weegt of begrijp ik het nu niet?

ik heb mijn info gekregen via het water lab noord dus ik ging er van uit dat het klopt maar het is idd wel veel

ik zal voor de zekerheid het zelf effe nachecken

[Bericht gewijzigd door jeroen1996 op (19%)]

Op 6 februari 2012 14:26:52 schreef Lennert89:
[...]
14,5 kilo chloride per liter water?

Euh, 14500mg is 14.5g...

edit - Inderdaad, Turbokeu heeft gelijk :)

Excuses!

[Bericht gewijzigd door Lennert89 op (77%)]

Op 6 februari 2012 14:34:45 schreef Lennert89:
Dat zou ik maar doen, want volgens dat lijstje zit er 26 kilo vervuiling in 1 liter water, moet het niet per m3 zijn?

op mijn lijst staat mg/l
maar Turbokeu kwam net ook al met een net wat geloofwaardiger antwoord
14500mg/1000=14.5g (kijk maar 14500mm/1000=14.5cm)

ow, ik zie dat ten tijde van deze post de vorige al was verbeterd

en ik heb ook nog soort van goed nieuws (goed voor mij)
ik heb een bedrijf gevonden dat zeewater elektrolyseert: http://http://www.magneto.nl/Elektrolyse-van-zeewater.nl_NL.html

[Bericht gewijzigd door jeroen1996 op (18%)]

Ionenwisselaar is dat iet wat ??

Op 6 februari 2012 14:36:52 schreef jeroen1996:
(kijk maar 14500mm/1000=14.5cm)

Hmja, juist.

Maar inderdaad, ionenwisselaar, microfiltratie, grootscheepse verdamping, etc. Kijk eens om je heen hoe bedrijven in de echte wereld dat doen. Fabrieken zoals DSM hebben hun eigen demiwater fabriek. En dat doen ze vast niet met electrolyse.

ja ik ben nu bezig met het kijken naar een "ionen magneet" van waterstof en hydroxide hars

[Bericht gewijzigd door jeroen1996 op (75%)]

Kijk eens naar omgekeerde osmose of reverse osmosis. Dat is een systeem wat op grote schaal gebruikt wordt. Op die manier wordt ook drinkwater uit zeewater gemaakt . Dit water is behoorlijk schoon en om daar dan demi water van te maken gaat het door een ionenwisselaar (harskolom) en eventueel een actief kool filter.

osmose waterzuiveren... nee dan gaat het water naar de plek met de hoogste concentratie dus weg vanwaar we het willen hebben reverse osmosis is een optie die ik nu aan het bekijken be. Over destillatie, dat kost brandstof wat nou als je laten we zeggen ipv gas of kolen waterstof gebruikt als brandstof of water te verwarmen tot 100C dan heb je geen milieu gedoe hoef je en kun je de "aval gassen" gewoon laten condenseren en je hebt nog meer water. hiervoor moet ik even het rendement berekenen en kijken in hoeverre er al mensen zijn die dit doen

oke volgens mijn natuurkunde boek gaat bij een cv ketel van de 100j zo’n 5j verloren aan straling en warmte en 20j aan afvalwarmte door de schoorsteen, maar als die 20j gewoon wordt opgevangen doordat die stoom gewoon gebruikt wordt en het alleen maar makkelijk is dat het al warm is dan heeft het toch een rendement van 95% of zit mijn natuurkunde boek er zo ver naast??

ow en @floppy thanx voor het advies van reverse osmosis ik vond dit: http://www.pure-aqua.com/industrial-reverse-osmosis-systems-ro-500-ser… en heb daar effe info overgevraagd, zag er wel goed uit opzich

[Bericht gewijzigd door jeroen1996 op (10%)]

Zolang de cv-ketel in de woning hangt, is de stralingsenergie geen verlies: deze verwarmt ook keurig de woning :-)