Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Gleichrichter an Elektrolysezellen


von Cédric G. (spinassien)


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Hallo Profis,
ich habe folgendes Problem:
In einem Elektrolyseur hängen 100 Anoden im Elektrolyten, aufgereiht in 
10 Reihen zu jeweils 10 Anoden. Diese werden vom Gleichrichter mit 
insgesamt 1000A versorgt, also fließen im Idealfall 10A pro Anode sofern 
die Anoden neu sind. Mit der Zeit verändert sich jedoch die Beschichtung 
der Anoden und die Stromverteilung wird immer inhomogener, da nicht alle 
Anoden gleich schnell altern. Neue Anoden verarbeiten viel Strom, alte 
wenig. Wie viel Strom über welche Anode dann im Einzelnen fließt ist 
willkürlich, in Summe aber immer die 1000A.
Nun zu meiner Frage:
Gibt es eine günstige Lösung um den Stromfluss einzelner Anoden zu 
überwachen bzw. den Stom gleichmäßig durch alle Anoden zu "zwingen"? In 
meiner Vorstellung könnte man dann an der Anodenspannung, die ja mit 
zunehmendem Alter steigen müsste, erkennen, wann die Anode "durch" ist. 
Gibt es sowas schon oder muss man es noch erfinden? Was kostet sowas?
Ich hoffe mich verständlich ausgedrückt zu haben.
Gruß,
Spinassien

von Klaus R. (klara)


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Cédric G. schrieb:
> Gibt es eine günstige Lösung um den Stromfluss einzelner Anoden zu
> überwachen

Du mußt nur jeden einzelnen Anodenstrom messen.

> bzw. den Stom gleichmäßig durch alle Anoden zu "zwingen"?
Für jede Anode setzt Du eine Konstantstromquelle ein.

Also Lösungen gäbe es. Wie hoch ist die Anodenspannung?
mfg Klaus

: Bearbeitet durch User
von hinz (Gast)


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Cédric G. schrieb:
> den Stom gleichmäßig durch alle Anoden zu "zwingen"

Will man normalerweise gar nicht, sondern die Stromdichte soll konstant 
bleiben.


Was wird denn da elektrolysiert?

von Klaus R. (klara)


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Hallo,
hier ist eine Konstantstromquelle für 12,5 A. Der Strom ist hier wohl 
nicht einstellbar. Kostet 44€.

https://www.ebay.de/itm/150W-12V-LED-Treiberstromversorgung-Konstantstromquelle-Bewegliche/401684909365?hash=item5d86494d35:g:ZwYAAOSwpzRcOZ86

Hier hätten wir etwas für ca. 10€. Liefert bis 20A, kann aber 
eingestellt werden. Müßte man sicher erst einmal kaufen um zu testen was 
es wirklich kann. Ist was auch China, d.h. billiger wird es nicht. Wie 
lange es hält ist unklar.

https://www.ebay.de/itm/300W-20A-DC-3-3V-5V-12V-24V-Adjustable-CC-CV-Buck-Step-Down-Regulator-LED-Driver/322449818232?hash=item4b1381c278:g:oJsAAOSwAeBdnTtW

mfg Klaus

: Bearbeitet durch User
von Wolle G. (wolleg)


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hinz schrieb:
> Was wird denn da elektrolysiert?

Zusatzfragen: Was sind das für Elektrolysezellen? welches Anodenmaterial 
wird verwendet? warum hat die Alterung der Anoden Einfluss auf die 
Stromverteilung?
Also beschreib mal etwas ausführlich deine Anlage.

von Max D. (max_d)


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Wenn alte Anoden weniger Strom aufnehmen und Stromfluss Anoden altern 
lässt, dann sollte sich der Strom doch eigentlich ziemlich schön 
aufteilen. Eine Anode die übermäßig Strom zieht altert schneller bis sie 
den Verband wieder eingeholt hat...

von Werner H. (werner45)


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Wer hat die Anlage gebaut?
Der Hersteller kann das Problem lösen, weil er alle Konstruktionsdaten 
hat.

Bei einer Elektrolyse ist nicht nur die Anode wichtig.
Elektrolytzusammensetzung (Chemie), Temperatur, Elektrodenabstand, 
Kathode, Feldverteilung, Stromdichte. Alles ist für den 
Elektrolyseverlauf maßgebend.

Gruß - Werner

von Dieter (Gast)


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Wenn ein Teil der Elektroden außerhalb der Flüssigkeit hängen sollte, 
kann mit Hilfe von des Prinzips von DC-Stromzangen und Hallsensor 
gemessen werden. Oder mesen von Spannungsabfällen mit empfindlicher 
Vierdrahtmessung.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Ich wuerde diese Anoden periodisch untereinander tauschen

von Wolfgang (Gast)


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wolle g. schrieb:
> Zusatzfragen: Was sind das für Elektrolysezellen? welches Anodenmaterial
> wird verwendet? warum hat die Alterung der Anoden Einfluss auf die
> Stromverteilung?

Textverständnis ...

Nicht die Alterung hat Einfluss auf die Stromverteilung, sondern die 
unterschiedliche Alterung der Elektroden. Das ist ein Unterschied.

Cédric G. schrieb:
> Mit der Zeit verändert sich jedoch die Beschichtung
> der Anoden und die Stromverteilung wird immer inhomogener, da nicht alle
> Anoden gleich schnell altern.

von Wolle G. (wolleg)


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Hat sich von Cédric G. nach seinem 1. Beitrag schon wieder 
verabschiedet?
Es sind noch einige Fragen offen.

von Gabi (Gast)


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Der wollte ja auch Antworten, und keine Fragen.
Das ist übrigens oft das Problem dieses Forums

von Wolle G. (wolleg)


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Gabi schrieb:
> Der wollte ja auch Antworten, und keine Fragen.
> Das ist übrigens oft das Problem dieses Forums.
Ob das unbedingt am Forum liegt, würde ich verneinen.
Aus eigener Erfahrung kann ich sagen, dass man dann, wenn man sein 
Problem ausreichend darstellt, in  der Regel auch die richtige und 
brauchbare Hilfe bekommt.

von MaWin (Gast)


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Cédric G. schrieb:
> Gibt es eine günstige Lösung um den Stromfluss einzelner Anoden zu
> überwachen bzw. den Stom gleichmäßig durch alle Anoden zu "zwingen"?

Vorwiderstände. Jede Anode bekommt 0.1 Ohm/17 Watt als Vorwiderstand in 
Reihe (den Zustand der Elektrode kann man dann an der an ihr anliegenden 
Spannung ablesen, die nun unterschiedlich sein kann als von den 
umliegenden Elektroden, je höher je schlechter). Das Netzteil wird nach 
wie vor 1000A liefern, muss aber 1V mehr liefern als bisher. Die 
Leistungsaufnahme steigt also um 1kW.

Normalerweise ist es aber keine gute Idee, bei einer Elektrolyse die 
Spannung der Elektroden zu erhöhen. Chemische Vorgänge können dann 
anders ablaufen.

von Wolle G. (wolleg)


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MaWin schrieb:
> Normalerweise ist es aber keine gute Idee, bei einer Elektrolyse die
> Spannung der Elektroden zu erhöhen. Chemische Vorgänge können dann
> anders ablaufen.

Das sehe ich nicht so.
Vorwiderstände haben auf die chemische Vorgänge eines 
Elektrolyseprozesses keinen Einfluss.

Ich wiederhole mich:
>>Zusatzfragen: Was sind das für Elektrolysezellen? welches Anodenmaterial
>>wird verwendet? warum hat die Alterung der Anoden Einfluss auf die
>>Stromverteilung?
>>Also beschreib mal etwas ausführlich deine Anlage.

von hinz (Gast)


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wolle g. schrieb:
> MaWin schrieb:
>> Normalerweise ist es aber keine gute Idee, bei einer Elektrolyse die
>> Spannung der Elektroden zu erhöhen. Chemische Vorgänge können dann
>> anders ablaufen.
>
> Das sehe ich nicht so.
> Vorwiderstände haben auf die chemische Vorgänge eines
> Elektrolyseprozesses keinen Einfluss.

Die Spannung aber schon.

von Wolle G. (wolleg)


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hinz schrieb:
> Die Spannung aber schon.

Hast du dafür mal ein Beispiel?

von hinz (Gast)


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wolle g. schrieb:
> hinz schrieb:
>> Die Spannung aber schon.
>
> Hast du dafür mal ein Beispiel?

Elektrolytische Synthese von Alkaliperoxodisulfat.

von Wolle G. (wolleg)


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hinz schrieb:
> Elektrolytische Synthese von Alkaliperoxodisulfat.
Danke.
Ich habe mir gleich mal diese Seite
https://de.wikipedia.org/wiki/Kaliumperoxodisulfat
angesehen.
Mit Spannung ist hier allerdings die (Sauerstoff)Überspannung an der 
Anode gemeint, welche vom Elektrodenmaterial und auch von der 
Stromdichte abhängig ist.
Weitere Ausführungen dazu bitte selbst lesen.

von Werner H. (werner45)


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Die Elektrolyse als Teil der Elektrochemie ist komplizierter als man 
zunächst meint.
Stichwort: Nernst-Gleichung

von hinz (Gast)


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Werner H. schrieb:
> Die Elektrolyse als Teil der Elektrochemie ist komplizierter als
> man
> zunächst meint.
> Stichwort: Nernst-Gleichung

Das ist noch der einfachste Teil dabei.

von Wolle G. (wolleg)


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Werner H. schrieb:
> Die Elektrolyse als Teil der Elektrochemie ist komplizierter als man
> zunächst meint.
> Stichwort: Nernst-Gleichung
hinz schrieb:
> Das ist noch der einfachste Teil dabei.

Nun macht es mal nicht komplizierter, als es tatsächlich ist.

Schade ist es, dass uns Cédric G. im Regen stehen lässt, und nicht auf 
die offenen Fragen eingeht.

Wenn man bei Elektrolyseprozessen irgendwelche Spannungen betrachten 
will, dann sind es zuerst die Standardpotentiale der elektrochemischen 
Spannungsreihe.
Diese spielen hier aber bei der Verteilung der Ströme der Anoden 
zunächst keine Rolle, da alle Anoden in der gleichen Brühe hängen.

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