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Électrolyse de l'eau

1800-05-02
  • William Nicholson
  • Anthony Carlisle
Appareil d'électrolyse démontrant la décomposition de l'eau en gaz d'hydrogène et d'oxygène.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

L'électrolyse de l'eau est la décomposition de l'eau (H₂O) en ses éléments constitutifs, l'oxygène (O₂) et l'hydrogène (H₂), par passage d'un courant électrique. À la cathode, deux molécules d'eau sont réduites pour former de l'hydrogène gazeux et des ions hydroxyde. À l'anode, deux molécules d'eau sont oxydées pour former de l'oxygène gazeux, des protons et des électrons.

Innovation.monde

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.

La tension minimale requise pour l'électrolyse, appelée potentiel de décomposition, est de 1,23 V dans les conditions normales. Cependant, en pratique, une tension plus élevée, appelée surtension, est nécessaire pour surmonter diverses barrières d'activation. L'efficacité de l'électrolyse de l'eau est un facteur clé de la viabilité d'une économie basée sur l'hydrogène. D'importantes recherches sont consacrées au développement de catalyseurs plus efficaces et moins coûteux pour l'anode et la cathode afin de réduire la surtension et la consommation d'énergie.

UNESCO Nomenclature: 2406
- Électrochimie

Taper

Procédé chimique

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • découverte de l'hydrogène par Henry Cavendish
  • découverte de l'oxygène par Carl Wilhelm Scheele et Joseph Priestley
  • invention de la pile voltaïque par Alessandro Volta

Applications

  • production d'hydrogène pour les piles à combustible et les véhicules
  • production d'oxygène de haute pureté à usage médical et industriel
  • systèmes de survie dans les sous-marins et les engins spatiaux
  • chalumeaux de soudage et de coupage (oxhydrique)
  • production de deutérium (eau lourde)

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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Related to: water electrolysis, hydrogen production, oxygen production, decomposition, cathode, anode, hofmann voltameter, green hydrogen.

Contexte historique

Électrolyse de l'eau

1800
1800-05-02
1880
1900
1910
1921
1930
1930
1800
1834-01-01
1880
1902
1920
1928
1930

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

Inventions, innovations et principes techniques connexes

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