[patrickve]

Oorspronkelijk geplaatst door satiper

Er is dus een toevoer van energie nodig om waterstof zich te laten binden met koolstof en zuurstof.

De vrije vormingsenthalpie is het "bilan" van de energie inhoud van een stof, ten aanzien van de "vrije elementen in hun natuurlijke vorm".

Maw, de vrije vormingsenthapie van water is -285.8 KJ/mol.

Dat wil zeggen dat water minder energie bezit dan de vrije elementen waaruit het gemaakt is, waterstof en zuurstof. Je kan dus energie vrijmaken door van waterstof en zuurstof, water te maken (dat is wat er in een fuelcel gebeurt, of als je waterstof in de lucht verbrandt) ; je moet die energie geven als je van water (negatieve energie inhoud) weer waterstof en zuurstof wil maken (nul energie inhoud bij definitie), bijvoorbeeld met fotochemische processen, of met elektrolyse.

De vrije enthalpie van vorming voor methaan is -74.87 KJ/mol.

Methaan is CH4, dus je hebt 2 mol H2 nodig om 1 mol methaan te maken.

Als je zuivere koolstof ter beschikking hebt, dan krijg je dus zelfs energie vrijgemaakt: 74.87 KJ per mol CH4 gemaakt van waterstof en koolstof. Dat gaat dus goed.

Echter, als je CO2 gebruikt, is dat een andere affaire. CO2 heeft een enthalpie van vorming van -393.52 kJ/mol.

Maw, CO2 is heel "energie-arm". Dat weten we trouwens, het is een afvalproduct van iets dat energie vrijgemaakt heeft.

Om een koolstof vrij te peuteren van CO2, moet je dus 393.52 KJ per mol ophoesten. Als je met die koolstof en vrije waterstof, dan een CH4 maakt, dan krijg je maar 74.87 KJ terug. Netto moet je dus 393.52 KJ - 74.87 KJ = 318.65 KJ ophoesten om uw CO2 met waterstof om te zetten in CH4.

Als we nu WATER en CO2 als uitgangspunt nemen, dan moeten we dus nog veel meer ophoesten. We moeten twee water-moleculen splitsen om 2 H2 te bekomen. Dat kost ons 2 * 285.8 KJ/mol = 571.6 KJ/mol. Nadien moeten we nog eens 318.65 KJ ophoesten om met die waterstof en CO2, CH4 te maken. In totaal wil dat dus zeggen dat de omvorming:

CO2 + 2 H2O -> CH4 + 2 O2 een input van energie nodig heeft van 890.25 KJ per mol gevormde CH4.

Die komt dan weer vrij bij het opstoken van die methaan (de omgekeerde reactie).

Bij fotosynthese is dat licht (meen ik te begrijpen).
Kan het ook met een andere energievorm?

Uiteraard. Er is bijvoorbeeld het Sabatier proces:
https://en.wikipedia.org/wiki/Sabatier_reaction