Faraday-effektivitetseffekt

Faraday -effektivitetseffekten avser risken för feltolkning av data från experiment inom elektrokemi genom att man inte tar hänsyn till en Faraday-effektivitet på mindre än 100 procent.

Antagande om effektivitet

Fram till de senaste decennierna var det vanligt att anta att utsläpp av väte och syrgas vid elektrolys av vatten alltid har en Faraday-verkningsgrad på 100 %. Pons och Fleischmann, och andra utredare som rapporterade upptäckten av onormal överskottsvärme i elektrolytiska celler, förlitade sig alla på detta populära antagande. Ingen brydde sig om att mäta Faraday-effektiviteten i sina celler under experimenten. Många publikationer som rapporterade upptäckten av överskottsvärme inkluderade ett uttryckligt uttalande som: "Faradays effektivitet antas vara enhet." Även om det inte uttryckligen anges så, inkluderade dessa publikationer detta implicita antagande i formlerna som används för att beräkna cellernas energibalans.

Relevans för kall fusion

I avsaknad av någon annan rimlig förklaring tillskrev Pons och Fleischmann den anomala överskottsvärmen som producerades under sådan elektrolys till kall fusion . Senare upptäcktes att sådan överskottsvärme lätt kan vara produkten av konventionell kemi, dvs intern rekombination av väte och syre. Sådan rekombination leder till en minskning av Faraday-effektiviteten för elektrolysen. Faraday-effektivitetseffekten är observationen av onormal överskottsvärme på grund av en minskning av Faraday-effektiviteten.

Mått

Från 1991-1993 byggde en grupp utredare, ledda av Zvi Shkedi, i delstaten Massachusetts, USA, välisolerade celler och kalorimetrar som inkluderade förmågan att mäta den faktiska Faraday-effektiviteten i realtid under experimenten. Cellerna var av lättvattentyp; med en fintrådig nickelkatod; en platinaanod; och _K2CO3 - elektrolyt _.

Kalorimetrarna kalibrerades till en noggrannhet på 0,02 % av ineffekten. Långtidsstabiliteten hos kalorimetrarna verifierades under en period av 9 månaders kontinuerlig drift. I sin publikation visar utredarna detaljer om deras kalorimetrars design och lär ut tekniken för att uppnå hög kalorimetrisk noggrannhet.

Experiment

Totalt utfördes 64 experiment där den faktiska Faraday-effektiviteten mättes. Resultaten analyserades två gånger; en gång med det populära antagandet att Faraday-effektiviteten är 100 %, och återigen med hänsyn till den uppmätta Faraday-effektiviteten i varje experiment. Den genomsnittliga Faraday-effektiviteten uppmätt i dessa experiment var 78 %.

Första analysen

Den första analysen, som antog en Faraday-verkningsgrad på 100 %, gav ett genomsnittligt skenbart överskottsvärme på 21 % av ingående effekt. Termen "uppenbar överskottsvärme" myntades av utredarna för att indikera att den faktiska Faraday-effektiviteten ignorerades i analysen.

Andra analysen

Den andra analysen, med hänsyn tagen till den uppmätta Faraday-effektiviteten, gav en faktisk överskottsvärme på 0,13 % +/- 0,48 %. Med andra ord, när den faktiska Faraday-effektiviteten mättes och togs i beaktande, var energibalansen i cellerna noll, utan överskottsvärme.

Slutsats

Denna undersökning har visat hur konventionell kemi, dvs intern rekombination av väte och syre, stod för hela mängden skenbart överskottsvärme. Utredarna avslutade sin publicering med följande råd:

"Alla rapporter som hävdar observation av överskottsvärme bör åtföljas av samtidiga mätningar av den faktiska Faraday-effektiviteten."

Jones et al. har bekräftat att Shkedi et al. resultat med samma slutsats:

"Faradisk effektivitet mindre än 100% under elektrolys av vatten kan förklara rapporter om överskottsvärme i "kall fusion"-celler."