205 TD HHO O:)
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La théorie sert toujours, mais il faut un background de physique et de maths !
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Rendement
Le rendement d'une électrolyse, c'est en quelque sorte le rapport entre la puissance électrique consommée par l'électrolyse, et la quantité de gaz générée.
A titre d'exemple, il parait évident qu'une électrolyse qui consomme 100W et débite du 10L/h (10Wh par litre) à un rendement moins bon qu'une électrolyse qui consomme 80W et débite du 10L/h (8Wh par litre).
Nous avons vu dans la section précédente que la quantité de gaz d'une électrolyse est directement proportionnelle au courant. Cela signifie par exemple qu'une électrolyse de 1A sous 12V débitera exactement la même quantité de gaz qu'une électrolyse de 1A sous 5V.
Dans le premier cas, l'alimentation débiterait une puissance électrique de 12W (P=UxI), alors que dans le second cas, l'alimentation ne débiterait que 5W !!
Donc on en conclut que pour avoir le rendement le plus élevé possible, il faut alimenter l'électrolyse avec une tension la plus basse possible.
Seulement il y a un hic, on ne peux pas descendre en dessous d'un certain seuil
L'électrolyse est en fait l'effet inverse de la pile à combustible. Pour faire simple, une pile à combustible comprend 2 électrodes plongées dans un électrolyte. Sur une des électrodes on amène de l'oxygène (provenant de l'air), et sur l'autre de l'hydrogène. Le système va alors produire de l'électricité, en recombinant oxygène et hydrogène, ce qui forme de l'eau.
Le principe est simple a vérifier : faites tourner une électrolyse quelques secondes, puis déconnectez la batterie. A présent branchez un multimètre aux bornes des électrodes, vous verrez une tension apparaître : c'est l'effet pile, et vous venez de fabriquer une pile à combustible !
Donc voilà notre problème : lorsqu'on fait une électrolyse de l'eau, on produit de l'hydrogène d'un coté et de l'oxygène de l'autre, donc l'effet pile apparaît. Pour le contrer, et forcer la circulation du courant dans l'électrolyte on est obligé d'avoir une tension d'alimentation supérieure à celle de l'effet pile. C'est exactement comme quand on veut charger un accu, disons de 1.2V : il faut que la tension du chargeur soit supérieure à ces 1.2V pour que le courant puisse circuler du chargeur vers l'accu.
Dans nos électrolyses, on aura donc un seuil minimum de tension en dessous duquel l'électrolyse ne pourra pas fonctionner. Ce seuil théorique est compris entre 1.23V et 1.48V.
Donc plus on pourra approcher la tension d'alim de cette valeur seuil, plus le rendement de notre électrolyse sera élevé. En pratique, il est difficile de descendre en dessous de 2V.
Seulement voila, il y a un petit souci ! On a vu que le débit de gaz de l'électrolyse est directement proportionnel au courant de l'électrolyse. Et si vous avez essayé de faire une électrolyse, avec par exemple de l'eau du robinet, vous avez du vous rendre compte que ça ne fait pas beaucoup de bulles. C'est normal, il n'y a pas beaucoup de courant qui circule. Pour augmenter le courant, il nous faut augmenter la tension, sur le principe de la formule U=RxI. R serait la résistivité de l'eau, et U la tension d'alimentation. Pour augmenter le courant, et augmenter le débit, il nous faut monter U. Mais si U et I augmentent, la puissance que va débiter l'alimentation va aussi sérieusement augmenter !
La solution, ça serait de baisser R, afin d'augmenter I, mais sans faire monter U. La puissance débitée par l'alimentation augmenterait aussi, mais moins que tout à l'heure ! Le top ça serait de baisser énormément la résistance pour passer beaucoup de courant sous une tension la plus faible possible. Pour baisser R, il existe plusieurs solutions :
Augmenter la surface des électrodes
Diminuer la distance entre les électrodes
Ajouter un additif à l'eau
Chauffer l'électrolyte