Energetischer Wirkungsgrad

In einem idealen Elektrolyseur würde die zugefügte Energie komplett in die tatsächlich nutzbare Energie umgewandelt werden. Für reale Elektrolyseure wird der theoretische Wirkungsgrad jedoch nicht erreicht, deshalb werden für Elektrolyseure verschiedene Wirkungsgrade angegeben.

Der energetische Wirkungsgrad ${\eta }_{\text{energetisch}}$ gibt an, wie viel der zugeführten Energie $E_{\text{zu}}$ als tatsächlich nutzbare Energie $E_{\text{nutz}}$ das System, in diesem Fall den Elektrolyseur, verlässt. Je größer der Wirkungsgrad ist, desto besser ist die Energienutzung.

Berechnung des energetischen Wirkungsgrads mit Beispielwerten

$${\eta }_{\text{energetisch}}=\frac{E_{\text{nutz}}}{E_{\text{zu}}}=\frac{E_{\text{Wasserstoff}}}{E_{\text{elektrisch}}}$$

$${\eta }_{\text{energetisch}}=\frac{E_{\text{Wasserstoff}}}{E_{\text{elektrisch}}}=\frac{V_{{\text{H}}_2}·H_{\text{s}}}{\overline{U}·\overline{I}·t}$$

Legende

$H_{\text{s}}$	-	Brennwert des Wasserstoffs ($\mathrm{12,745}\cdot {10}^6\text{J}{\text{m}}^{-3}$, 1 $\text{J}$ 1 $\text{V}$As)
$V_{{\text{H}}_2}$	-	erzeugte Menge Wasserstoff in ${\text{m}}^3$
$\overline{U}$	-	Mittelwert der Spannung in $\text{V}$
$\overline{I}$	-	Mittelwert des Stroms in $\text{A}$
$\mathit{t}$	-	Zeit in $\text{s}$

$${\eta }_{\text{energetisch}}=\frac{3·{10}^{-5}{\text{ m}}^3·\mathrm{12,745}·{10}^6\frac{\text{J}}{{\text{m}}^3}}{\mathrm{1,94}\text{ V}·\mathrm{1,01}\text{ A}·238\text{ s}}=\mathrm{0,82}=82\%$$