O que é a eletrólise da água?
A eletrólise da água é um processo que utiliza uma corrente elétrica para dividir as moléculas de água em hidrogênio e oxigênio. É frequentemente realizado como um experimento em laboratórios de ciências do ensino médio e foi estudado como um método de obtenção de combustível de hidrogênio. A partir de 2010, no entanto, a eletrólise da água não havia encontrado amplo uso comercial ou industrial. O processo requer três componentes: uma fonte elétrica, dois eletrodos e água.
A água pura não é usada na eletrólise - a água pura inibe a condução elétrica. Para permitir que a corrente elétrica passe pela água, é preciso adicionar substâncias a ela. Essas substâncias se dissolvem para formar algo chamado eletrólitos.
Um eletrólito é qualquer substância que conduz eletricidade. Os eletrólitos são capazes de conduzir eletricidade porque são compostos de átomos ou moléculas carregados eletricamente chamados íons. Embora a água seja composta de íons hidrogênio e oxigênio, a própria molécula de água possui uma carga elétrica neutra. Sal ou algumas gotas de um ácido ou base são comumente adicionados à água para formar uma solução eletrolítica.
Baterias, uma fonte de energia de corrente contínua (CC) ou painéis elétricos solares são comumente usados para fornecer eletricidade para a eletrólise da água. Dois eletrodos são conectados à fonte elétrica e imersos em um recipiente de água. Quando a eletricidade é aplicada, as moléculas de água começam a se dividir, formando íons instáveis de hidrogênio (H + ) e hidróxido (OH - ).
Os íons hidrogênio, que não possuem elétrons, estão carregados positivamente. Eles migram em direção ao eletrodo negativo, onde elétrons livres estão fluindo para a água. Aqui, os íons hidrogênio ganham um elétron para formar átomos de hidrogênio estáveis. Os átomos de hidrogênio individuais combinam-se para formar moléculas de hidrogênio (H2), que borbulham na superfície. Esta reação pode ser expressa como: 2 H + + 2 e - → H2.
Por outro lado, os íons hidróxido transportam muitos elétrons. Eles migram em direção ao eletrodo positivo, onde os elétrons extras são removidos e atraídos para o circuito elétrico. Isso deixa moléculas de oxigênio e água. Esta reação pode ser expressa como: 4 OH - - 4 e - → O 2 + 2H 2 O. As moléculas de oxigênio borbulham para a superfície.
Embora a eletrólise da água tenha sido confinada principalmente aos laboratórios, o uso do hidrogênio como fonte de energia limpa trouxe um interesse renovado. Encontrar uma fonte de energia limpa para impulsionar a reação, no entanto, apresenta preocupações práticas e ambientais. A eletrólise da água não é eficiente nem barata.
Os custos de combustível têm sido um grande obstáculo. O impacto ambiental da geração elétrica é outro. Em particular, o dióxido de carbono liberado pelas usinas termelétricas deve ser considerado. Essas dificuldades ambientais e tecnológicas podem não ser intransponíveis. Até serem superadas, no entanto, a hidrólise da água continua sendo uma fonte impraticável para atender às necessidades energéticas da sociedade.