Qu'est-ce que l'électrolyse de l'eau?
L'électrolyse de l'eau est un processus qui utilise un courant électrique pour scinder les molécules d'eau en hydrogène et oxygène. Il est souvent effectué à titre expérimental dans des laboratoires scientifiques de lycée et a été étudié comme méthode permettant d’obtenir de l’hydrogène. En 2010, cependant, l'électrolyse de l'eau n'avait pas trouvé d'utilisation commerciale ou industrielle étendue. Le processus nécessite trois composants: une source électrique, deux électrodes et de l'eau.
L'eau pure n'est pas utilisée en électrolyse - l'eau pure inhibe la conduction électrique. Pour permettre au courant électrique de traverser l'eau, des substances doivent y être ajoutées. Ces substances se dissolvent pour former quelque chose appelé électrolytes.
Un électrolyte est une substance qui conduit l'électricité. Les électrolytes sont capables de conduire l'électricité car ils sont composés d'atomes ou de molécules chargés électriquement, appelés ions. Bien que l'eau soit composée d'ions hydrogène et oxygène, la molécule d'eau elle-même a une charge électrique neutre. Du sel ou quelques gouttes d'acide ou de base sont couramment ajoutés à l'eau pour former une solution électrolytique.
Les batteries, une source d'alimentation en courant continu (CC) ou des panneaux électriques solaires sont couramment utilisés pour fournir de l'électricité pour l'électrolyse de l'eau. Deux électrodes sont câblées à la source électrique et immergées dans un récipient contenant de l’eau. Lorsque l'électricité est appliquée, les molécules d'eau commencent à se séparer, formant des ions instables d'hydrogène (H + ) et d'hydroxyde (OH - ).
Les ions hydrogène, auxquels il manque un électron, sont chargés positivement. Ils migrent vers l'électrode négative où les électrons libres se déversent dans l'eau. Ici, les ions hydrogène gagnent un électron pour former des atomes d'hydrogène stables. Les atomes d'hydrogène individuels se combinent pour former des molécules d'hydrogène (H2), qui bouillonnent à la surface. Cette réaction peut être exprimée sous la forme: 2 H + + 2 e - → H 2.
En revanche, les ions hydroxyde portent trop d'électrons. Ils migrent vers l'électrode positive, où les électrons supplémentaires sont retirés et attirés dans le circuit électrique. Cela laisse des molécules d'oxygène et de l'eau. Cette réaction peut être exprimée comme suit: 4 OH - - 4 e - → O 2 + 2H 2 O. Les molécules d'oxygène bouillonnent à la surface.
Bien que l'électrolyse de l'eau ait été principalement confinée aux laboratoires, l'utilisation de l'hydrogène comme source d'énergie propre a suscité un regain d'intérêt. La recherche d’une source d’énergie propre à conduire la réaction pose toutefois des problèmes pratiques et environnementaux. L'électrolyse de l'eau n'est ni efficace ni bon marché.
Les coûts de carburant ont été un obstacle majeur. L’impact environnemental de la production électrique en est un autre. En particulier, le dioxyde de carbone émis par les centrales thermiques doit être pris en compte. Ces difficultés environnementales et technologiques pourraient ne pas s'avérer insurmontables. Cependant, jusqu’à ce qu’elles soient surmontées, l’hydrolyse de l’eau reste une source peu pratique pour répondre aux besoins énergétiques de la société.