(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)
जल का विद्युत अपघटन वह प्रक्रिया है जिसमें जल (H₂O) को विद्युत धारा प्रवाहित करके उसके मूल तत्वों, ऑक्सीजन (O₂) और हाइड्रोजन (H₂) में विघटित किया जाता है। कैथोड पर, दो जल अणु अपचयित होकर हाइड्रोजन गैस और हाइड्रॉक्साइड आयन बनाते हैं। एनोड पर, दो जल अणु ऑक्सीकृत होकर ऑक्सीजन गैस, प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन बनाते हैं।
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.
मानक परिस्थितियों में विद्युत अपघटन के लिए आवश्यक न्यूनतम वोल्टेज, जिसे अपघटन विभव कहा जाता है, 1.23 वोल्ट होता है। हालांकि, व्यवहार में, विभिन्न सक्रियण अवरोधों को दूर करने के लिए उच्च वोल्टेज, जिसे अतिविभव कहा जाता है, की आवश्यकता होती है। जल विद्युत अपघटन की दक्षता हाइड्रोजन-आधारित अर्थव्यवस्था की व्यवहार्यता में एक महत्वपूर्ण कारक है, और अतिविभव और ऊर्जा खपत को कम करने के लिए एनोड और कैथोड के लिए अधिक प्रभावी और सस्ते उत्प्रेरक विकसित करने पर महत्वपूर्ण शोध किया जा रहा है।
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जल का विद्युत अपघटन
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