물의 전기 분해 란?
물의 전기 분해는 전류를 사용하여 물 분자를 수소와 산소로 분리하는 공정입니다. 그것은 종종 고등학교 과학 실험실에서 실험으로 수행되며 수소 연료를 얻는 방법으로 연구되었습니다. 그러나, 2010 년 현재, 물 전기 분해는 상업적으로 또는 상업적으로 광범위하게 사용되지 않았다. 이 공정에는 전기 공급원, 두 개의 전극 및 물의 세 가지 구성 요소가 필요합니다.
순수한 물은 전기 분해에 사용되지 않습니다. 순수한 물은 전기 전도를 방해합니다. 전류가 물을 통과하게하려면 물질을 첨가해야합니다. 이 물질들은 용해되어 전해질이라는 것을 형성합니다.
전해질은 전기를 전도하는 물질입니다. 전해질은 전기적으로 충전 된 원자 또는 이온이라고 불리는 분자로 구성되어 있기 때문에 전기를 전도 할 수 있습니다. 물은 수소와 산소 이온으로 구성되어 있지만 물 분자 자체는 중성 전하를 가지고 있습니다. 염 또는 몇 방울의 산 또는 염기가 일반적으로 물에 첨가되어 전해질 용액을 형성한다.
배터리, 직류 (DC) 전원 또는 태양 전기 패널은 일반적으로 물의 전기 분해를 위해 전기를 공급하는 데 사용됩니다. 두 개의 전극이 전원에 연결되어 물통에 담겨 있습니다. 전기가 공급되면 물 분자가 분리되기 시작하여 불안정한 수소 이온 (H + )과 수산화물 (OH-)이 형성됩니다.
전자가없는 수소 이온은 양으로 하전됩니다. 그들은 자유 전자가 물로 흐르는 음극으로 이동합니다. 여기서 수소 이온은 전자를 얻음으로써 안정적인 수소 원자를 형성합니다. 개별 수소 원자가 결합하여 표면으로 버블 링되는 수소 분자 (H 2 )를 형성한다. 이 반응은 다음과 같이 표현 될 수있다 : 2 H + + 2 e-→ H 2
대조적으로, 수산화물 이온은 너무 많은 전자를 운반합니다. 그것들은 양극으로 이동하여 여분의 전자가 제거되어 전기 회로로 끌어들입니다. 이것은 산소 분자와 물을 남깁니다. 이 반응은 다음과 같이 표현 될 수있다 : 4 OH -- 4 e-→ O 2 + 2H 2 O. 산소 분자는 표면으로 버블 링된다.
물의 전기 분해는 주로 실험실에 국한되었지만, 청정 에너지 원으로서 수소를 사용하는 것은 새로운 관심을 불러 일으켰다. 그러나 반응을 이끌어 낼 청정 에너지 원을 찾는 것은 실용적이고 환경적인 문제를 제기합니다. 물의 전기 분해는 효율적이거나 저렴하지 않다.
연료 비용은 주요 장애물이었습니다. 발전의 환경 영향은 또 다른 것입니다. 특히, 화력 발전소에서 방출되는 이산화탄소를 고려해야합니다. 이러한 환경 및 기술적 어려움은 극복 할 수없는 것으로 입증되지 않을 수 있습니다. 그러나 이들이 극복 될 때까지 물 가수 분해는 여전히 사회의 에너지 요구를 충족시키는 비현실적인 원천으로 남아 있습니다.