Electrólisis del agua: significado, funcionamiento y usos

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La electrólisis del agua es un proceso que utiliza una corriente eléctrica para dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno . A menudo se realiza como un experimento en los laboratorios de ciencias de la escuela secundaria y se ha estudiado como un método para obtener combustible de hidrógeno. Sin embargo, a partir de 2010, la electrólisis del agua no había tenido un amplio uso comercial o industrial. El proceso requiere tres componentes: una fuente eléctrica, dos electrodos y agua.

A través de la electrólisis, las moléculas de agua se dividen en átomos de hidrógeno y oxígeno.

El agua pura no se usa en la electrólisis; el agua pura inhibe la conducción eléctrica. Para permitir que la corriente eléctrica pase a través del agua, se deben agregar sustancias. Estas sustancias se disuelven para formar algo llamado electrolitos.

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Un electrolito es cualquier sustancia que conduzca electricidad. Los electrolitos pueden conducir electricidad porque están compuestos de átomos o moléculas cargadas eléctricamente llamadas iones. Aunque el agua está compuesta por iones de hidrógeno y oxígeno, la propia molécula de agua tiene una carga eléctrica neutra. Normalmente se añaden al agua sal o unas gotas de un ácido o una base para formar una solución de electrolitos.

Los átomos de hidrógeno se derivan de las moléculas de agua a través de la electrólisis.

Las baterías, una fuente de alimentación de corriente continua (CC) o paneles eléctricos solares se utilizan comúnmente para suministrar electricidad para la electrólisis del agua. Se conectan dos electrodos a la fuente eléctrica y se sumergen en un recipiente con agua. Cuando se aplica electricidad, las moléculas de agua comienzan a dividirse, formando iones inestables de hidrógeno (H + ) e hidróxido (OH – ).

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La electrólisis del agua divide las moléculas de agua, que están formadas por dos moléculas de hidrógeno y una molécula de oxígeno, en moléculas separadas de hidrógeno y oxígeno.

Los iones de hidrógeno, a los que les falta un electrón , están cargados positivamente. Migran hacia el electrodo negativo donde los electrones libres fluyen hacia el agua. Aquí, los iones de hidrógeno ganan un electrón para formar átomos de hidrógeno estables. Los átomos de hidrógeno individuales se combinan para formar moléculas de hidrógeno (H 2 ), que burbujean hacia la superficie. Esta reacción se puede expresar como: 2 H + + 2 e – ? H 2.

Por el contrario, los iones de hidróxido transportan demasiados electrones. Migran hacia el electrodo positivo, donde los electrones adicionales se eliminan y se introducen en el circuito eléctrico . Esto deja moléculas de oxígeno y agua. Esta reacción se puede expresar como: 4 OH – – 4 e – ? O 2 + 2H 2 O. Las moléculas de oxígeno burbujean hacia la superficie.

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Aunque la electrólisis del agua se ha limitado principalmente a los laboratorios, el uso del hidrógeno como fuente de energía limpia ha despertado un interés renovado. Sin embargo, encontrar una fuente de energía limpia para impulsar la reacción plantea preocupaciones prácticas y ambientales. La electrólisis del agua no es eficiente ni barata.

Los costos de combustible han sido un gran obstáculo. El impacto ambiental de la generación eléctrica es otro. En particular, debe tenerse en cuenta el dióxido de carbono liberado por las centrales térmicas. Es posible que estas dificultades ambientales y tecnológicas no resulten insuperables. Sin embargo, hasta que se superen, la hidrólisis del agua sigue siendo una fuente poco práctica para satisfacer las necesidades energéticas de la sociedad.

 

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