Ποια είναι η ηλεκτρόλυση του νερού;
Η ηλεκτρόλυση του νερού είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιεί ένα ηλεκτρικό ρεύμα για να χωρίσει τα μόρια νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο.Συχνά εκτελείται ως πείραμα στα εργαστήρια επιστήμης γυμνασίου και έχει μελετηθεί ως μέθοδος απόκτησης καυσίμου υδρογόνου.Από το 2010, ωστόσο, η ηλεκτρόλυση νερού δεν βρήκε ευρεία εμπορική ή βιομηχανική χρήση.Η διαδικασία απαιτεί τρία εξαρτήματα: μια ηλεκτρική πηγή, δύο ηλεκτρόδια και νερό.
Το καθαρό νερό δεν χρησιμοποιείται στην ηλεκτρόλυση mDash.Το καθαρό νερό αναστέλλει την ηλεκτρική αγωγιμότητα.Για να επιτρέπεται στο ηλεκτρικό ρεύμα να διέρχεται από το νερό, πρέπει να προστεθούν ουσίες σε αυτό.Αυτές οι ουσίες διαλύονται για να σχηματίσουν κάτι που ονομάζεται ηλεκτρολύτες.
Ένας ηλεκτρολύτης είναι οποιαδήποτε ουσία που διεξάγει ηλεκτρική ενέργεια.Οι ηλεκτρολύτες είναι σε θέση να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια επειδή αποτελούνται από ηλεκτρικά φορτισμένα άτομα ή μόρια που ονομάζονται ιόντα.Αν και το νερό αποτελείται από ιόντα υδρογόνου και οξυγόνου, το ίδιο το μόριο νερού έχει ένα ουδέτερο ηλεκτρικό φορτίο.Το αλάτι ή μερικές σταγόνες ενός οξέος ή βάσης προστίθενται συνήθως στο νερό για να σχηματίσουν ένα διάλυμα ηλεκτρολύτη.
Μπαταρίες, πηγή τροφοδοσίας άμεσης ρεύματος (DC) ή ηλιακών ηλεκτρικών πλαισίων χρησιμοποιούνται συνήθως για την παροχή ηλεκτρικής ενέργειας για την ηλεκτρόλυση του νερού.Δύο ηλεκτρόδια είναι ενσύρματα στην ηλεκτρική πηγή και βυθίζονται σε ένα δοχείο νερού.Όταν εφαρμόζεται η ηλεκτρική ενέργεια, τα μόρια νερού αρχίζουν να χωρίζονται, σχηματίζοντας ασταθή ιόντα υδρογόνου (H +) και υδροξειδίου (OH -).Μεταναστεύουν προς το αρνητικό ηλεκτρόδιο όπου τα ελεύθερα ηλεκτρόνια ρέουν στο νερό.Εδώ τα ιόντα υδρογόνου κερδίζουν ένα ηλεκτρόνιο για να σχηματίσουν σταθερά άτομα υδρογόνου.Τα μεμονωμένα άτομα υδρογόνου συνδυάζονται για να σχηματίσουν μόρια υδρογόνου (H
2), τα οποία φυσαλίδες στην επιφάνεια.Αυτή η αντίδραση μπορεί να εκφραστεί ως: 2 h + + 2 e - rarr;H 2. Αντίθετα, τα ιόντα υδροξειδίου φέρουν πάρα πολλά ηλεκτρόνια.Μεταναστεύουν προς το θετικό ηλεκτρόδιο, όπου τα επιπλέον ηλεκτρόνια απομακρύνονται και τραβούν στο ηλεκτρικό κύκλωμα.Αυτό αφήνει μόρια οξυγόνου και νερό.Αυτή η αντίδραση μπορεί να εκφραστεί ως: 4 oh
--4 e - rarr;O 2 + 2H 2 o.Τα μόρια οξυγόνου φούσκα στην επιφάνεια. Αν και η ηλεκτρόλυση του νερού έχει περιοριστεί κυρίως στα εργαστήρια, η χρήση του υδρογόνου ως πηγής καθαρής ενέργειας έχει φέρει ανανεωμένο ενδιαφέρον.Η εύρεση μιας πηγής καθαρής ενέργειας για να οδηγήσει την αντίδραση, ωστόσο, δημιουργεί πρακτικές και περιβαλλοντικές ανησυχίες.Η ηλεκτρόλυση του νερού δεν είναι ούτε αποτελεσματική ούτε φθηνή.
Το κόστος των καυσίμων αποτέλεσε σημαντικό εμπόδιο.Η περιβαλλοντική επίδραση της ηλεκτρικής παραγωγής είναι άλλη.Συγκεκριμένα, πρέπει να ληφθεί υπόψη το διοξείδιο του άνθρακα που απελευθερώνεται από θερμικούς σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.Αυτές οι περιβαλλοντικές και τεχνολογικές δυσκολίες ενδέχεται να μην αποδειχθούν ανυπέρβλητες.Μέχρι να ξεπεραστούν, ωστόσο, η υδρόλυση του νερού παραμένει μια μη πρακτική πηγή για την εκπλήρωση των ενεργειακών αναγκών της κοινωνίας.