Hva er elektrolyse av vann?
Elektrolyse av vann er en prosess som bruker en elektrisk strøm for å dele vannmolekyler i hydrogen og oksygen.Det utføres ofte som et eksperiment i videregående skoler og har blitt studert som en metode for å oppnå hydrogenbrensel.Fra og med 2010 hadde imidlertid vannelektrolyse ikke funnet bred kommersiell eller industriell bruk.Prosessen krever tre komponenter: en elektrisk kilde, to elektroder og vann.
Rent vann brukes ikke i elektrolyse og mdash;Rent vann hemmer elektrisk ledning.For å la den elektriske strømmen passere gjennom vannet, må stoffer tilsettes den.Disse stoffene oppløses for å danne noe som kalles elektrolytter.
En elektrolytt er ethvert stoff som utfører strøm.Elektrolytter er i stand til å utføre strøm fordi de er sammensatt av elektrisk ladede atomer eller molekyler kalt ioner.Selv om vann er sammensatt av hydrogen- og oksygenioner, har vannmolekylet i seg selv en nøytral elektrisk ladning.Salt eller noen få dråper av en syre eller base tilsettes ofte vannet for å danne en elektrolyttløsning.
Batterier, en likestrøm (DC) strømkilde eller solcellepaneler brukes ofte til å levere strøm til elektrolyse av vann.To elektroder er kablet til den elektriske kilden og nedsenket i en beholder med vann.Når elektrisitet påføres, begynner vannmolekylene å splittes, og danner ustabile ioner av hydrogen (H +) og hydroksyd (OH -).
Hydrogenioner, som mangler et elektron, er positivt ladet.De vandrer mot den negative elektroden der frie elektroner strømmer ut i vannet.Her får hydrogenionene et elektron for å danne stabile hydrogenatomer.Individuelle hydrogenatomer kombineres for å danne hydrogenmolekyler (H 2 ), som boble til overflaten.Denne reaksjonen kan uttrykkes som: 2 H + + 2 E - rarr;H 2.
Derimot bærer hydroksydionene for mange elektroner.De vandrer mot den positive elektroden, der de ekstra elektronene blir strippet bort og trukket inn i den elektriske kretsen.Dette etterlater oksygenmolekyler og vann.Denne reaksjonen kan uttrykkes som: 4 OH --4 E - rarr;O 2 + 2H 2 o.Oksygenmolekylene bobler til overflaten.
Selv om elektrolysen av vann hovedsakelig har vært begrenset til laboratorier, har bruken av hydrogen som en ren energikilde gitt fornyet interesse.Å finne en ren energikilde for å drive reaksjonen, utgjør imidlertid praktiske og miljømessige bekymringer.Elektrolysen av vann er verken effektiv eller billig.
Drivstoffkostnader har vært en stor hindring.Miljøpåvirkningen av elektrisk generasjon er en annen.Spesielt må karbondioksid frigitt av termiske kraftverk vurderes.Disse miljømessige og teknologiske vanskelighetene viser seg kanskje ikke uoverkommelige.Inntil de blir overvunnet, er imidlertid vannhydrolyse en upraktisk kilde for å oppfylle samfunnsenergibehov.