题目

用某种稳定的金属（如钛、铂）做电极电解某种合适的强电解质（如稀硫酸）的水溶液时,保持【电源的输出功率】、电极间距等恒定,如何提高提高电解水的效率（即产生的氢气与氧气的化学能与电解水时消耗的电能的比值）?
现有如下2种方案：
（1）保持温度不变,提高电解质的物质的量浓度；
（2）保持电解质的物质的量浓度不变,提高温度；
请问这两种方案能否提高电解水时电能转化学能的效率?
如果能,最高效率大约为多少?
如果不能,有无其他方案?

提问时间：2020-10-10

答案

这两种方案我都试过
提高溶质浓度以后电流会随着浓度的增加而变大, 但这是建立在电源输出功率无限大的基础上,P=I^2*R, 增加浓度从另一角度说就是减小电阻R, I则会增大, 而电解水的效率是与电流成正比的. 当浓度足够大(R足够小)的时候, 输出电源会因电流过大超负荷而烧掉.
当然这种方法可以提升电解水的效率.
提高温度这种方法其实在做上一种实验时就会伴随着温度的提升, 如果没有适当的降温措施, 在常压电流为20A的情况下水如果不是足够多能很轻易的被烧开, 100度你还想在升温么?
水都烧开了, 你是要电解水还是烧开水?
当然随温度的升高, 溶质浓度不变电流也会增大, 原因是温度越高, 电阻越低. 太理论的话我不想多说, 你把整个电解液当作一个导体来看就很容易想明白了.
目前我还没有看到能提高电解水时电能转化学能的效率的方法, 一般情况下电解水的效率是只跟电流大小有关系的.
但是我看到过一种电解质的配置方法, 可以提高你所谓的那种效率, 即增加气体产生速度, 而且用电要少, 但是我没有具体测试过.
我看你提的问题都还在理论的阶段, 理论和实际相差的太远了. 呵呵, 建议你亲自去做做实验, 尝试各种方法, 相信能对你有更大的提高!