Wat is de elektrolyse van water?
De elektrolyse van water is een proces dat een elektrische stroom gebruikt om watermoleculen te splitsen in waterstof en zuurstof.Het wordt vaak uitgevoerd als een experiment in wetenschapslaboratoria op de middelbare school en is bestudeerd als een methode voor het verkrijgen van waterstofbrandstof.Vanaf 2010 had waterelektrolyse echter geen breed commercieel of industrieel gebruik gevonden.Het proces vereist drie componenten: een elektrische bron, twee elektroden en water.
Zuiver water wordt niet gebruikt bij elektrolyse mdash;Zuiver water remt elektrische geleiding.Om de elektrische stroom door het water te laten gaan, moeten er stoffen aan worden toegevoegd.Deze stoffen lossen op om iets te vormen dat elektrolyten wordt genoemd.
Een elektrolyt is elke stof die elektriciteit leidt.Elektrolyten kunnen elektriciteit leiden omdat ze zijn samengesteld uit elektrisch geladen atomen of moleculen die ionen worden genoemd.Hoewel water bestaat uit waterstof- en zuurstofionen, heeft het watermolecuul zelf een neutrale elektrische lading.Zout of een paar druppels van een zuur of basis worden vaak aan het water toegevoegd om een elektrolytoplossing te vormen.
Batterijen, een directe stroom (DC) voedingsbron of elektrische zonnepanelen worden vaak gebruikt om elektriciteit te leveren voor de elektrolyse van water.Twee elektroden zijn aangesloten op de elektrische bron en ondergedompeld in een container met water.Ze migreren naar de negatieve elektrode waar vrije elektronen in het water stromen.Hier krijgen de waterstofionen een elektron om stabiele waterstofatomen te vormen.Individuele waterstofatomen combineren om waterstofmoleculen te vormen (H 2 ), die naar het oppervlak borrelen.Deze reactie kan worden uitgedrukt als: 2 H + + 2 E
-rarr;H 2. Daarentegen dragen de hydroxide -ionen te veel elektronen.Ze migreren naar de positieve elektrode, waar de extra elektronen worden weggehaald en in het elektrische circuit worden getrokken.Dit laat zuurstofmoleculen en water achter.Deze reactie kan worden uitgedrukt als: 4 oh --4 e - rarr;O
2+ 2H 2 o.De zuurstofmoleculen borrelen naar het oppervlak. Hoewel de elektrolyse van water voornamelijk is beperkt tot laboratoria, heeft het gebruik van waterstof als een schone energiebron hernieuwde interesse gebracht.Het vinden van een schone energiebron om de reactie te stimuleren, vormt echter praktische en milieuproblemen.De elektrolyse van water is noch efficiënt noch goedkoop. Brandstofkosten zijn een groot obstakel geweest.De milieu -impact van elektrische generatie is een andere.In het bijzonder moet het koolstofdioxide dat wordt vrijgegeven door thermische energiecentrales worden overwogen.Deze milieu- en technologische moeilijkheden blijken misschien niet onoverkomelijk te zijn.Totdat ze worden overwonnen, blijft waterhydrolyse echter een onpraktische bron voor het vervullen van de energiebehoeften van Society's.