Qual è l'elettrolisi dell'acqua?
L'elettrolisi dell'acqua è un processo che utilizza una corrente elettrica per dividere le molecole d'acqua in idrogeno e ossigeno.Viene spesso eseguito come esperimento nei laboratori di scienze delle scuole superiori ed è stato studiato come metodo per ottenere carburante per idrogeno.A partire dal 2010, tuttavia, l'elettrolisi dell'acqua non aveva trovato ampio uso commerciale o industriale.Il processo richiede tre componenti: una fonte elettrica, due elettrodi e acqua.
L'acqua pura non viene utilizzata in elettrolisi e mdash;L'acqua pura inibisce la conduzione elettrica.Per consentire alla corrente elettrica di passare attraverso l'acqua, le sostanze devono essere aggiunte ad essa.Queste sostanze si dissolvono per formare qualcosa chiamato elettroliti.
Un elettrolita è qualsiasi sostanza che conduce elettricità.Gli elettroliti sono in grado di condurre elettricità perché sono composti da atomi o molecole caricate elettricamente chiamate ioni.Sebbene l'acqua sia composta da ioni idrogeno e ossigeno, la molecola di acqua stessa ha una carica elettrica neutra.Il sale o alcune gocce di acido o base vengono comunemente aggiunte all'acqua per formare una soluzione di elettroliti.
Le batterie, una fonte di alimentazione a corrente continua (DC) o i pannelli elettrici solari sono comunemente usati per fornire elettricità per l'elettrolisi dell'acqua.Due elettrodi sono collegati alla fonte elettrica e immersi in un contenitore d'acqua.Quando viene applicata l'elettricità, le molecole d'acqua iniziano a dividere, formando ioni instabili di idrogeno (H +) e idrossido (OH -).
Gli ioni idrogeno, che mancano di un elettrone, sono carichi positivamente.Migrano verso l'elettrodo negativo in cui gli elettroni liberi scorrono nell'acqua.Qui gli ioni idrogeno ottengono un elettrone per formare atomi di idrogeno stabili.Gli atomi di idrogeno individuali si combinano per formare molecole di idrogeno (H 2 ), che bolle sulla superficie.Questa reazione può essere espressa come: 2 h + + 2 e - rarr;H 2.
Al contrario, gli ioni idrossido trasportano troppi elettroni.Migrano verso l'elettrodo positivo, in cui gli elettroni extra vengono spogliati e disegnati nel circuito elettrico.Questo lascia molecole di ossigeno e acqua.Questa reazione può essere espressa come: 4 OH --4 e - rarr;O 2 + 2H 2 o.Le molecole di ossigeno bolle sulla superficie.
Sebbene l'elettrolisi dell'acqua sia stata principalmente limitata ai laboratori, l'uso dell'idrogeno come fonte di energia pulita ha portato un rinnovato interesse.Trovare una fonte di energia pulita per guidare la reazione, tuttavia, pone preoccupazioni pratiche e ambientali.L'elettrolisi dell'acqua non è né efficiente né economica.
I costi del carburante sono stati un grande ostacolo.L'impatto ambientale della generazione elettrica è un altro.In particolare, è necessario prendere in considerazione l'anidride carbonica rilasciata dalle centrali termiche.Queste difficoltà ambientali e tecnologiche potrebbero non rivelarsi insormontabili.Fino a quando non saranno superati, tuttavia, l'idrolisi dell'acqua rimane una fonte poco pratica per soddisfare le esigenze energetiche delle società.