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Berechnung der entstehenden Wasserstoffmenge

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Oftmals besteht Unsicherheit bezüglich der Menge des entstehenden Wasserstoffs und der Frage, ob bereits eine spezielle Absaugung notwendig ist. In diesem Artikel wird diese Menge exemplarisch berechnet und dann in einer Tabelle entsprechend extrapoliert.

1. Berechnung der entstehenden Wasserstoffmenge für 1 Ampere

Bei einem Strom von 1 Ampere fließt pro Sekunde die Ladungsmenge von 1 Coulomb (= 1 As) durch das Bad:
Ampere, Elektronen pro Sekunde
An der Kathode läuft nun bzgl. des Wasserstoffs folgende Reaktion ab:
Kathodenreaktion
Es werden pro Molekül Wasserstoff also zwei Elektronen benötigt. Aus obigen Formeln ergibt sich die Anzahl der Wasserstoffmoleküle, die pro Sekunde entstehen, zu:
Coulomb und Anzahl Moleküle
Um nun diese Anzahl an Molekülen, die jede Sekunde entstehen, auf das Volumen umzurechnen, benötigen wir die Beziehung zwischen Stoffmenge und Volumen. Bei Normbedingungen (welche meist halbwegs erfüllt sind) gilt für Gase:
Definition mol
und
Beziehung mol zu Gasvolumen

Mit diesen Beziehungen ergibt sich das entstehende Volumen pro Stunde (1 Stunde = 3600 Sekunden) wie folgt:
Berechnung der stündlich entstehenden Wasserstoffmenge bei 1 Ampere

Als Faustformel kann man sich also merken: Ein Strom von 2,5A für 1 Stunde liefert 1 Liter Wasserstoff.

Die entstehenden Mengen sind immer Maximalwerte. In der Praxis ist der Wirkungsgrad geringer - und somit auch die Menge an Wasserstoff. Bei kleinen Stromstärken ist die entstehende Wasserstoffmenge also recht gering und diese entsteht auch erst über einen längeren Zeitraum (eine Stunde), so dass genug Zeit zur Verflüchtigung bleibt. In einem gut gelüfteten Raum sollten selbst Ströme von 30 Ampere kein Problem darstellen. Alternativ bleibt natürlich immer die Möglichkeit einer passiven Ausleitung des Wasserstoffs (Baddeckel mit Stutzen und Schlauch), einer aktiven Absaugung mit bürstenlosem (Funkenvermeidung!) Lüfter oder - bei dicht schließendem Deckel - dem Einblasen von Frischluft, die dann den Wasserstoff zum Auslass hin mitreisst (dies vermeidet Lüfterkontakt mit Wasserstoff).


2. Tabelle: Entstehende Wasserstoffmenge pro Zeit und Strom

Im Folgenden finden Sie tabellarisch die maximal mögliche Wasserstoff für übliche Ströme aufgelistet:


Strom (in A) Volumen H2 (in Liter/Std.)
0,5 0,209
1 0,418
2 0,836
3 1,254
4 1,672
5 2,090
6 2,508
7 2,926
8 3,344
9 3,762
10 4,180
15 6,270
20 8,360
25 10,450
30 12,540
35 14,630
40 16,720
45 18,810
50 20,900
60 25,080
70 29,260
80 33,440
90 37,620
100 41,800
Zuletzt aktualisiert: Sonntag, 07. Februar 2016 15:16