Hogar » Electrólisis del agua

Electrólisis del agua

1800-05-02
  • William Nicholson
  • Anthony Carlisle
Aparato de electrólisis que demuestra la descomposición del agua en gases de hidrógeno y oxígeno.

(generate image for illustration only)

La electrólisis del agua consiste en su descomposición en sus elementos constituyentes, oxígeno (O₂) e hidrógeno (H₂), mediante el paso de una corriente eléctrica. En el cátodo, dos moléculas de agua se reducen para formar hidrógeno gaseoso e iones hidróxido. En el ánodo, dos moléculas de agua se oxidan para formar oxígeno gaseoso, protones y electrones.

The decomposition of pure water into hydrogen and oxygen is a thermodynamically unfavorable process, requiring external energy in the form of electricity. Pure water is a poor conductor of electricity, so an electrolyte, such as a small amount of a soluble salt or an acid like sulfuric acid, is typically added to increase conductivity. The overall balanced equation for the reaction is [latex]2H_2O(l) \rightarrow 2H_2(g) + O_2(g)[/latex].

The process occurs in an electrolytic cell. At the negatively charged cathode, a reduction reaction takes place: [latex]2H_2O(l) + 2e^- \rightarrow H_2(g) + 2OH^-(aq)[/latex]. At the positively charged anode, an oxidation reaction occurs: [latex]2H_2O(l) \rightarrow O_2(g) + 4H^+(aq) + 4e^-[/latex]. The production of hydrogen gas at the cathode is exactly twice the volume of oxygen gas produced at the anode, a direct consequence of the stoichiometry of water. This 2:1 volume ratio is a classic demonstration in chemistry classrooms, often performed using a Hofmann voltameter.

The minimum voltage required for electrolysis to occur, known as the decomposition potential, is 1.23 V at standard conditions. However, in practice, a higher voltage, called overpotential, is needed to overcome various activation barriers. The efficiency of water electrolysis is a key factor in the viability of a hydrogen-based economy, with significant research focused on developing more effective and cheaper catalysts for the anode and cathode to reduce the overpotential and energy consumption.

UNESCO Nomenclature: 2406
- Electroquímica

Tipo

Proceso químico

Disrupción

Sustancial

Utilización

Uso generalizado

Precursores

  • Descubrimiento del hidrógeno por Henry Cavendish
  • Descubrimiento del oxígeno por Carl Wilhelm Scheele y Joseph Priestley
  • invention of the voltaic pile by alessandro volta

Aplicaciones

  • Producción de hidrógeno para pilas de combustible y vehículos
  • Producción de oxígeno de alta pureza para uso médico e industrial
  • sistemas de soporte vital en submarinos y naves espaciales
  • sopletes de soldadura y corte (oxihidrógeno)
  • producción de deuterio (agua pesada)

Patentes:

NA

Posibles ideas innovadoras

Membresía obligatoria de Professionals (100% free)

Debes ser miembro de Professionals (100% free) para acceder a este contenido.

Únete ahora

¿Ya eres miembro? Accede aquí
Related to: water electrolysis, hydrogen production, oxygen production, decomposition, cathode, anode, hofmann voltameter, green hydrogen.

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *

DISPONIBLE PARA NUEVOS RETOS
Ingeniero Mecánico, Gerente de Proyectos, Ingeniería de Procesos o I+D
Desarrollo eficaz de productos

Disponible para un nuevo desafío a corto plazo.
Contáctame en LinkedIn
Integración de electrónica de metal y plástico, diseño a coste, GMP, ergonomía, dispositivos y consumibles de volumen medio a alto, fabricación eficiente, industrias reguladas, CE y FDA, CAD, Solidworks, cinturón negro Lean Sigma, ISO 13485 médico

Estamos buscando un nuevo patrocinador

 

¿Su empresa o institución se dedica a la técnica, la ciencia o la investigación?
> Envíanos un mensaje <

Recibe todos los artículos nuevos
Gratuito, sin spam, correo electrónico no distribuido ni revendido.

o puedes obtener tu membresía completa -gratis- para acceder a todo el contenido restringido >aquí<

Contexto histórico

(si se desconoce la fecha o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se ofrece una estimación redondeada de su notable aparición)

Invención, innovación y principios técnicos relacionados

Scroll al inicio

También te puede interesar