Elektroliza vode

Elektroliza vode je elektrokemijski postupak kojim se voda (H₂O) razlaže na vodik (H₂) i kisik (O₂) zbog djelovanja vanjskog izvora napona zbog kojeg električna struja prolazi kroz vodu. Električni izvor napajanja spojen je na dvije elektrode, ili dvije ploče (obično od inertnog metala kao što su platina ili nehrđajući čelik) koje se nalaze u vodi. Voda se spontano razlaže na vodik i kisik, jer pri standardnim uvjetima Gibbsova slobodna energija navedenog procesa iznosi 474,4 kJ/mol (radi se o endotermnom procesu). Iz tog se razloga elektroliza vode provodi u elektrolitičkoj ćeliji, koja se sastoji od dvije inertne elektrode (obično platinske) uronjene u vodu, koje služe kao anoda i katoda u procesu elektrolize. Elektroliza počinje primjenom vanjskog izvora napona između elektroda u prisutnosti elektrolita (npr. natrijevog klorida ili sumporne kiseline) ili dovođenjem iznimno velike količine napona (ako se ne upotrebljava elektrolit). Elektrolitskom disocijacijom će se vodik pojaviti na katodi (negativno nabijenoj elektrodi) zbog redukcije, a kisik će se pojaviti na anodi (pozitivno nabijenoj elektrodi) zbog procesa oksidacije. Ioni nastali elektrolitskom disocijacijom privučeni su na elektrode suprotnih naboja.^[2]

Razvijanje plinova uzrokuje nastanak mjehurića, koji se mogu vidjeti oko obje elektrode. Sljedeće polureakcije opisuju gore navedene procese:

• Anoda (oksidacija): 2 H₂O (l) → O₂ (g) + 4 H⁺ (aq) + 4 e^–
• Katoda (redukcija): 2 H₂O (g) + 2 e^– → H₂ (g) + 2 OH^– (aq)
• Ukupna reakcija: 2 H₂O (l) → 2 H₂ (g) + O₂ (g)

Iako se u aparatu mogu upotrijebiti jake kiseline, ukupna količina kiseline ne mijenja se tijekom elektrolize. Navedena se reakcija može odvijati na bilo kojoj vodljivoj elektrodi pri dovoljno visokim potencijalima, no platina katalizira nastanak i vodika i kisika, te omogućuje primjenu manjih napona (~ 2 V ovisno o pH).

1. ↑ Stanley A. Meyer: "Method for the production of a fuel gas"
2. ↑ [1]^{[neaktivna poveznica]} "Elektrokemija", www.ttf.unizg.hr, 2012.