Was ist die Elektrolyse von Wasser?
Die Elektrolyse von Wasser ist ein Prozess, bei dem ein elektrischer Strom in Wasserstoff und Sauerstoff aufgeteilt wird.Es wird oft als Experiment in den Highschool -Wissenschaftslabors durchgeführt und wurde als Methode zum Erhalten von Wasserstoffbrennstoff untersucht.Ab 2010 hatte die Wasserelektrolyse jedoch keinen breiten kommerziellen oder industriellen Gebrauch festgestellt.Der Prozess erfordert drei Komponenten: eine elektrische Quelle, zwei Elektroden und Wasser.
reines Wasser wird nicht in Elektrolyse und Mdash verwendet.Reines Wasser hemmt die elektrische Leitung.Damit der elektrische Strom durch das Wasser gelangen kann, müssen ihm Substanzen hinzugefügt werden.Diese Substanzen lösen sich auf, um etwas zu bilden, das als Elektrolyte bezeichnet wird.
Ein Elektrolyt ist jede Substanz, die Strom leitet.Elektrolyte sind in der Lage, Elektrizität zu leisten, da sie aus elektrisch geladenen Atomen oder Molekülen bestehen, die als Ionen bezeichnet werden.Obwohl Wasser aus Wasserstoff- und Sauerstoffionen besteht, hat das Wassermolekül selbst eine neutrale elektrische Ladung.Salz oder ein paar Tropfen einer Säure oder Base werden üblicherweise zum Wasser zugesetzt, um eine Elektrolytlösung zu bilden.
Batterien, DC -Stromquellen oder Solar -Elektropaneele (Gleichstrom) werden üblicherweise zur Stromversorgung von Wasser für die Elektrolyse von Wasser verwendet.Zwei Elektroden sind an die elektrische Quelle verdrahtet und in einen Wasserbehälter eingetaucht.Wenn Strom angewendet wird, beginnen sich die Wassermoleküle zu spalten und bilden instabile Wasserstoffionen (H +) und Hydroxid (OH -).
Die Wasserstoffionen, die ein Elektron fehlen, sind positiv geladen.Sie wandern in Richtung der negativen Elektrode, wo freie Elektronen ins Wasser fließen.Hier erhalten die Wasserstoffionen ein Elektron, um stabile Wasserstoffatome zu bilden.Individuelle Wasserstoffatome verbinden sich zu Wasserstoffmolekülen (H 2 ), die zur Oberfläche sprudeln.Diese Reaktion kann ausgedrückt werden als: 2 H + + 2 e - rarr;H 2.
Im Gegensatz dazu tragen die Hydroxidionen zu viele Elektronen.Sie wandern in Richtung der positiven Elektrode, wo die zusätzlichen Elektronen entfernt und in den elektrischen Stromkreis gezogen werden.Dies hinterlässt Sauerstoffmoleküle und Wasser.Diese Reaktion kann ausgedrückt werden als: 4 oh --4 e - rarr;O 2 + 2H 2 o.Die Sauerstoffmoleküle sprudeln zur Oberfläche.
Obwohl die Elektrolyse von Wasser hauptsächlich auf Laboratorien beschränkt war, hat die Verwendung von Wasserstoff als saubere Energiequelle erneut Interesse geweckt.Die Suche nach einer sauberen Energiequelle, um die Reaktion voranzutreiben, wirft jedoch praktische und ökologische Bedenken aus.Die Elektrolyse von Wasser ist weder effizient noch billig.
Die Kraftstoffkosten waren ein großes Hindernis.Die Umwelteinflüsse der elektrischen Erzeugung ist ein weiterer.Insbesondere muss das Kohlendioxid berücksichtigt werden.Diese ökologischen und technologischen Schwierigkeiten sind möglicherweise nicht unüberwindbar.Bis sie überwunden werden, bleibt die Wasserhydrolyse jedoch eine unpraktische Quelle für die Erfüllung des Energiebedarfs der Gesellschaft.