El efecto de eficiencia de Faraday se refiere a la posibilidad de mala interpretación de los datos de experimentos en electroquímica debido a que no se tiene en cuenta una eficiencia de Faraday inferior al 100 por ciento.
Hasta hace pocas décadas era común asumir que la liberación de gas hidrógeno y oxígeno durante la electrólisis del agua siempre tiene una eficiencia de Faraday del 100%. Pons y Fleischmann, y otros investigadores que informaron el hallazgo de un exceso anómalo de calor en las celdas electrolíticas, [1] se basaron en esta suposición popular. Nadie se molestó en medir la eficiencia de Faraday en sus celdas durante los experimentos. [ dudoso – discutir ] Muchas publicaciones que informaban sobre el hallazgo de exceso de calor incluían una declaración explícita como: "Se supone que la eficiencia de Faraday es la unidad". Incluso si no se decía explícitamente, estas publicaciones incluían esta suposición implícita en las fórmulas utilizadas para calcular el balance energético de las celdas.
A falta de otra explicación plausible, Pons y Fleischmann atribuyeron el exceso anómalo de calor producido durante dicha electrólisis a la fusión fría . Más tarde, se descubrió que dicho exceso de calor puede ser fácilmente el producto de la química convencional, es decir, la recombinación interna de hidrógeno y oxígeno. Dicha recombinación conduce a una reducción en la eficiencia de Faraday de la electrólisis. El efecto de eficiencia de Faraday es la observación de un exceso anómalo de calor debido a una reducción en la eficiencia de Faraday. [ cita requerida ]
Entre 1991 y 1993, un grupo de investigadores [2] [3] encabezado por Zvi Shkedi, en el estado de Massachusetts, EE. UU., construyó celdas y calorímetros bien aislados que incluían la capacidad de medir la eficiencia real de Faraday en tiempo real durante los experimentos. Las celdas eran del tipo de agua ligera; con un cátodo de níquel de alambre fino; un ánodo de platino; y un electrolito de K 2 CO 3 .
Los calorímetros se calibraron con una precisión del 0,02 % de la potencia de entrada. La estabilidad a largo plazo de los calorímetros se verificó durante un período de 9 meses de funcionamiento continuo. En su publicación, los investigadores muestran detalles del diseño de sus calorímetros y enseñan la tecnología para lograr una alta precisión calorimétrica.
Se realizaron un total de 64 experimentos en los que se midió la eficiencia real de Faraday. Los resultados se analizaron dos veces: una vez con la suposición popular de que la eficiencia de Faraday es del 100% y, nuevamente, teniendo en cuenta la eficiencia de Faraday medida en cada experimento. La eficiencia promedio de Faraday medida en estos experimentos fue del 78%.
El primer análisis, que suponía una eficiencia de Faraday del 100%, arrojó un exceso de calor aparente promedio del 21% de la potencia de entrada. Los investigadores acuñaron el término "exceso de calor aparente" para indicar que en el análisis se ignoró la eficiencia real de Faraday.
El segundo análisis, teniendo en cuenta la eficiencia de Faraday medida, arrojó un exceso de calor real de 0,13% +/- 0,48%. En otras palabras, cuando se midió y tuvo en cuenta la eficiencia de Faraday real, el balance energético de las celdas fue cero, sin exceso de calor.
Esta investigación ha demostrado que la química convencional, es decir, la recombinación interna de hidrógeno y oxígeno, es responsable de la totalidad del exceso aparente de calor. Los investigadores concluyeron su publicación [2] con el siguiente consejo:
"Todos los informes que afirman la observación de un exceso de calor deberían ir acompañados de mediciones simultáneas de la eficiencia real de Faraday".
Jones et al. [4] confirmaron los hallazgos de Shkedi et al. con la misma conclusión:
"Las eficiencias faradaicas inferiores al 100% durante la electrólisis del agua pueden explicar los informes de exceso de calor en las celdas de 'fusión fría'". [2]
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