Hvad er elektrolysen af vand?
Elektrolyse af vand er en proces, der bruger en elektrisk strøm til at opdele vandmolekyler i brint og ilt.Det udføres ofte som et eksperiment i High School Science Labs og er blevet undersøgt som en metode til opnåelse af brintbrændstof.Fra 2010 havde vandelektrolyse imidlertid ikke fundet bred kommerciel eller industriel anvendelse.Processen kræver tre komponenter: en elektrisk kilde, to elektroder og vand.
Rent vand bruges ikke i elektrolyse mdash;Rent vand hæmmer elektrisk ledning.For at lade den elektriske strøm passere gennem vandet, skal stoffer tilsættes til det.Disse stoffer opløses for at danne noget kaldet elektrolytter.
En elektrolyt er ethvert stof, der leder elektricitet.Elektrolytter er i stand til at udføre elektricitet, fordi de er sammensat af elektrisk ladede atomer eller molekyler kaldet ioner.Selvom vand er sammensat af brint- og iltioner, har vandmolekylet i sig selv en neutral elektrisk ladning.Salt eller et par dråber en syre eller base tilsættes ofte til vandet for at danne en elektrolytopløsning.
Batterier, en jævnstrøm (DC) strømkilde eller solenergipaneler bruges ofte til at levere elektricitet til elektrolyse af vand.To elektroder er kablet til den elektriske kilde og nedsænket i en beholder med vand.Når der påføres elektricitet, begynder vandmolekylerne at opdele og danner ustabile ioner af brint (H +) og hydroxid (OH -).
Hydrogenionerne, der mangler en elektron, er positivt ladet.De migrerer mod den negative elektrode, hvor frie elektroner flyder i vandet.Her får hydrogenionerne et elektron til dannelse af stabile hydrogenatomer.Individuelle hydrogenatomer kombineres for at danne hydrogenmolekyler (H 2 ), der boble til overfladen.Denne reaktion kan udtrykkes som: 2 H + + 2 E - RARR;H 2.
I modsætning hertil bærer hydroxidionerne for mange elektroner.De migrerer mod den positive elektrode, hvor de ekstra elektroner fjernes og trækkes ind i det elektriske kredsløb.Dette efterlader iltmolekyler og vand.Denne reaktion kan udtrykkes som: 4 oh --4 e - rarr;O 2 + 2H 2 o.Oxygenmolekylerne boble til overfladen.
Selvom elektrolysen af vand hovedsageligt er begrænset til laboratorier, har brugen af brint som en ren energikilde bragt fornyet interesse.At finde en ren energikilde til at drive reaktionen udgør imidlertid praktiske og miljømæssige bekymringer.Elektrolyse af vand er hverken effektiv eller billig.
Brændstofomkostninger har været en stor hindring.Miljøpåvirkningen af elektrisk produktion er en anden.Især skal kuldioxid frigivet af termiske kraftværker overvejes.Disse miljømæssige og teknologiske vanskeligheder viser sig muligvis ikke uovervindelige.Indtil de er overvundet, forbliver vandhydrolyse imidlertid en upraktisk kilde til at opfylde samfundsbehov.