Quá trình điện phân nước

Điện phân nước là phương pháp phân tách nước (H₂O) thành oxy (O

₂) và hydro (H₂) nhờ dòng điện đi qua nước. Phản ứng này có điện thế chuẩn -1,23V. Kỹ thuật này có thể sản xuất hydro và oxy thở; tuy nhiên, hiện nay phần lớn nhiên liệu hydro được sản xuất từ khí tự nhiên.

Quá trình lịch sử

Vào năm 1789, Jan Rudolph Deiman và Adriaan Paets van Troostwijk đã sử dụng một máy điện tĩnh để thải điện qua các điện cực vàng trong bình Leyden chứa nước. Đến năm 1800, Alessandro Volta phát minh ra pin Volta, và chỉ vài tuần sau, William Nicholson và Anthony Carlisle đã dùng pin này để điện phân nước. Khi Zénobe Gramme phát minh ra máy Gramme năm 1869, điện phân đã trở thành phương pháp kinh tế để sản xuất hydro. Phương pháp tổng hợp hydro và oxy bằng điện phân trong công nghiệp được Dmitry Lachinov phát triển vào năm 1888.

Nguyên lý

Một nguồn điện một chiều nối với hai điện cực (thường là kim loại trơ như bạch kim, thép không gỉ hoặc iridium) được đặt trong nước. Hydro xuất hiện ở cực âm (khi electron đi vào nước), còn oxy xuất hiện ở cực dương. Nếu hiệu quả lý tưởng, lượng hydro tạo ra sẽ gấp đôi lượng oxy, và cả hai đều tỷ lệ thuận với tổng lượng điện cung cấp cho dung dịch. Tuy nhiên, nhiều tế bào có thể xảy ra phản ứng phụ, dẫn đến các sản phẩm khác và ít hơn so với kết quả lý tưởng.