水の電気分解とは何ですか？
水の電気分解は、電流を使用して水分子を水素と酸素に分解するプロセスです。 多くの場合、高校の科学実験室での実験として行われ、水素燃料を得る方法として研究されてきました。 しかし、2010年の時点で、水の電気分解は広く商業的または工業的に使用されていませんでした。 このプロセスには、電源、2つの電極、および水という3つのコンポーネントが必要です。
電気分解では純水は使用されません。純水は電気伝導を阻害します。 電流が水を通過できるようにするには、物質を追加する必要があります。 これらの物質は溶解して電解質と呼ばれるものを形成します。
電解質は、電気を伝導する物質です。 電解質は、イオンと呼ばれる帯電した原子または分子で構成されているため、電気を伝導できます。 水は水素と酸素イオンで構成されていますが、水分子自体は中性の電荷を持っています。 通常、塩または数滴の酸または塩基が水に加えられ、電解質溶液が形成されます。
水の電気分解に電気を供給するために、バッテリー、直流（DC）電源、または太陽電池パネルが一般的に使用されます。 2つの電極を電源に配線し、水の容器に浸します。 電気が適用されると、水分子が分裂し始め、水素（H + ）と水酸化物（OH-）の不安定なイオンが形成されます。
電子が欠落している水素イオンは正に帯電しています。 それらは、自由電子が水に流れ込む負極に向かって移動します。 ここで、水素イオンは電子を獲得して安定した水素原子を形成します。 個々の水素原子が結合して水素分子（H 2 ）を形成し、表面に泡立ちます。 この反応は、2 H + + 2 e-→H 2として表すことができます。
対照的に、水酸化物イオンは非常に多くの電子を運びます。 それらは正極に向かって移動し、そこで余分な電子が取り除かれ、電気回路に引き込まれます。 これにより、酸素分子と水が残ります。 この反応は次のように表すことができます：4 OH-− 4 e-→O 2 + 2H 2O。酸素分子は表面に泡立ちます。
水の電気分解は主に実験室に限定されていますが、クリーンなエネルギー源としての水素の使用は新たな関心を呼び起こしました。 ただし、反応を促進するクリーンなエネルギー源を見つけることは、実用的および環境上の懸念をもたらします。 水の電気分解は効率的でも安価でもありません。
燃料費は大きな障害でした。 発電の環境への影響は別です。 特に、火力発電所から放出される二酸化炭素を考慮する必要があります。 これらの環境的および技術的困難は克服できないとは限りません。 しかし、それらが克服されるまで、水の加水分解は、社会のエネルギー需要を満たすための非実用的な源であり続けます。