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{{DISPLAYTITLE:分析：坊間店面電解氫氣產量}}

''This conversation was exported from ChatGPT''<ref>{{cite web|title=分析：坊間店面電解氫氣產量|url=https://chatgpt.com/share/6967649f-ea3c-8005-9248-b36ea97121f5|publisher=ChatGPT|access-date=2026-01-15}}</ref>

== gpt-5-2 ==
=== User: 請幫我分析，如果是市電運轉、電線承載負荷上限15安培的氫氧電解產生機 ===
請幫我分析，如果是市電運轉、電線承載負荷上限15安培的氫氧電解產生機

每分鐘理論值可以達到幾公升純氫的生成？

=== Assistant: 以下以理論極限（Faraday 定律、100% 電流效率、忽略所有損耗）來分析，讓你清楚知道「上限在哪裡」。實務值一定只會更低。 ===
以下以'''理論極限（Faraday 定律、100% 電流效率、忽略所有損耗）'''來分析，讓你清楚知道「上限在哪裡」。實務值一定只會更低。

==== - 市電：台灣常見 AC 110 V ====
* 電線承載上限：15 A
* 電解方式：水電解產生 H₂ + O₂
* 僅計算 純氫（H₂）
* 假設： - 已整流為 DC - 電流全部有效用於電解（100% Faradaic efficiency） - 不考慮過電位、熱損、整流損耗 - 氣體體積以 STP（0°C, 1 atm） 計算

==== ### ====

2H2O+2e−→H2+2OH−2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^-2H2O+2e−→H2+2OH−
→ 產生 1 mol H₂ 需要 2 mol 電子

===== F=96,485 C/mol e⁻F = 96{,}485 \text{ C/mol e⁻}F=96,485 C/mol e⁻ =====

==== ### ====

I=15 A=15 C/sI = 15 \text{ A} = 15 \text{ C/s}I=15 A=15 C/s
===== 1596,485=1.55×10−4 mol e⁻/s\frac{15}{96{,}485} = 1.55 \times 10^{-4} \text{ mol e⁻/s}96,48515=1.55×10−4 mol e⁻/s =====
===== 1.55×10−42=7.78×10−5 mol H₂/s\frac{1.55 \times 10^{-4}}{2} =====
= 7.78 \times 10^{-5} \text{ mol H₂/s}21.55×10−4=7.78×10−5 mol H₂/s

==== ### ====

1 mol 氣體=22.414 L1 \text{ mol 氣體} = 22.414 \text{ L}1 mol 氣體=22.414 L
===== 7.78×10−5×60=4.67×10−3 mol/min7.78 \times 10^{-5} \times 60 =====
= 4.67 \times 10^{-3} \text{ mol/min}7.78×10−5×60=4.67×10−3 mol/min
===== 4.67×10−3×22.414=0.105 L/min4.67 \times 10^{-3} \times 22.414 =====
= 0.105 \text{ L/min}4.67×10−3×22.414=0.105 L/min

==== : ====

==== 實務上還要扣掉： ====
* AC → DC 整流損耗（5–15%）
* 電極過電位
* 電解液內阻
* 氣泡遮蔽效應
* 電流效率（通常 70–90%）

👉 實際常見值大約只有理論值的 50–70%

也就是：

: 

==== 若你看到市電 110V / 15A 的設備宣稱： ====
* 1 L/min 氫氣
* 2–3 L/min 氫氧氣
* HHO 可顯著提升能量密度

👉 那在「電化學守恆」下，一定存在誇大或測量條件不透明的問題

==== - 反推：要 1 L/min 氫氣，理論需要多少電流？ ====
* 分析 氫氧混合氣 vs 純氫 的帳怎麼算
* 評估坊間 HHO 車用、鍋爐輔助、燃燒促進 的能量平衡是否合理
* 以你實際應用（引擎？鍋爐？實驗？）做工程等級的可行性分析

你可以直接說用途，我用工程角度幫你拆穿或驗證。

=== User: 好啊，就每分鐘一公升就好；需要多少電流 ===
好啊，就每分鐘一公升就好；需要多少電流

=== Assistant: 好，直接反推到電流需求，同樣先給你「理論極限」，再說現實值。 ===
好，直接反推到電流需求，同樣先給你「理論極限」，再說現實值。

==== 一、目標條件 ====
* 純氫（H₂）
* 1 公升／分鐘
* STP（0 °C, 1 atm）
* 100% 電流效率（理論值）

==== 二、體積 → 莫耳數 ====

===== STP 下氣體關係 =====

1 mol=22.414 L1 \text{ mol} = 22.414 \text{ L}1 mol=22.414 L
===== 每分鐘氫氣莫耳數 =====

122.414=0.0446 mol H₂/min\frac{1}{22.414} = 0.0446 \text{ mol H₂/min}22.4141=0.0446 mol H₂/min

==== 三、莫耳數 → 電子需求 ====

===== 電解反應 =====

2e−→1 mol H₂2e^- \rightarrow 1 \text{ mol H₂}2e−→1 mol H₂
===== 每分鐘電子莫耳數 =====

0.0446×2=0.0892 mol e⁻/min0.0446 \times 2 = 0.0892 \text{ mol e⁻/min}0.0446×2=0.0892 mol e⁻/min

==== 四、電子莫耳數 → 電流 ====

===== Faraday 常數 =====

F=96,485 C/molF = 96{,}485 \text{ C/mol}F=96,485 C/mol
===== 每分鐘所需電量 =====

0.0892×96,485=8,600 C/min0.0892 \times 96{,}485
= 8{,}600 \text{ C/min}0.0892×96,485=8,600 C/min
===== 換算為電流 =====

8,60060≈143 A\frac{8{,}600}{60}
\approx 143 \text{ A}608,600≈143 A

==== 五、關鍵結論（請注意這一行） ====

: 要達到 1 L/min 純氫（理論極限）
: 
: 至少需要約 143 安培的直流電流

這和電壓幾乎無關，只和「通過的電子數」有關。

==== 六、現實工程值（更接近真實世界） ====

實際電解系統通常：
* 電流效率：70–90%
* 整流＋內阻＋過電位損耗

===== 實務常見需求 =====

| 電流效率 | 所需電流   |
| ---- | ------ |
| 90%  | ~160 A |
| 80%  | ~180 A |
| 70%  | ~205 A |

👉 工程上抓 180–200 A 是合理的

==== 七、功率量級感覺一下（順便校正直覺） ====

假設電解槽實際工作電壓 2.0–2.2 V / cell：
* 180 A × 2.1 V ≈ 380 W
* 若多串 cell、加整流器： - 實際牆上取電通常 500–700 W

==== 八、和你一開始的 15A 市電對照 ====
* 15 A 理論產氫：~0.1 L/min
* 1 L/min 需要：~150–200 A

👉 差一個數量級（×10）

==== 九、這裡通常會出現的「行銷錯位」 ====

如果你看到有人說：
* 「110V / 15A 就能 1 L/min」
* 「小功率 HHO 產氣量很大」
* 「不需要這麼大電流，是設計問題」

那不是設計創新，是直接違反 Faraday 定律。

如果你下一步想看的是：
* 用 220V 市電能不能改善？（答案：不能減電流）
* 用多片電極並聯／串聯怎麼影響？
* 1 L/min 氫氣對引擎、燃燒、熱值實際有多大？

直接說用途，我可以幫你把整個系統「算到沒話講」。

== References ==
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