水電解
提示：此條目頁的主題不是電解水。
水電解是指以電流通過水以製造氫氣與氧氣。此電解的最低電壓限制為1.23伏特。[1]
這個工序可製作氫燃料和醫療氧氣，但由於成本問題，大部分人均以天然氣製作氫氣，並從空氣中提取氧氣。
歷史
[編輯]1789年，荷蘭發明家首次成功以萊頓瓶盛水發電。[2] 1800年，亞歷山德羅·伏打研發伏打電堆。僅僅數星期後，威廉·聶歌遜和安東尼·卡萊爾便以此成功進行水電解。齊納布·格拉姆在1869年發明了格拉姆機後，水電解成為一個低成本的氫氣生產方法。1888年，水電解在工業中被採用。[3]
原理
[編輯]將兩個以鉑或不銹鋼或銥等金屬製造的惰性電極接到直流電上，放到水中。[4]
氫氣會從陰極冒出，而氧氣則會從陽極冒出。理論上若果沒有任何其他化學反應，氫氣量應是氧氣量的2倍。 然而，實際上由於水中有雜質，其他雜質亦會被電解，因此將會有副產品，所產生的氫氣或氧氣亦較理論上少。[5]
純水電解則需要更多能量。純水因為缺乏離子，導電性能極差，只有海水約百萬分之一。大部分電解器材亦沒有任何電解催化劑，只能依靠電解質以增加導電性能。
現時因為水電解所有產品均可以更低成本得到，水電解在工業上已無意義。
化學式
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陰極還原反應︰ 2 H+(aq) + 2 e- → H2[6]
陽極氧化反應︰ 4 OH- → 2 H2O + O2 + 4e-[6]
由上列化學式可見，氫分子的數量是氧分子的2倍，若溫度、氣壓等一樣，體積亦為其2倍。
參考
[編輯]- ^ Spark Notes[失效連結]
- ^ Levie, R. de. The electrolysis of water. Journal of Electroanalytical Chemistry. October 1999, 476 (1): 92–93 [30 December 2009]. doi:10.1016/S0022-0728(99)00365-4. （原始內容存檔於2019-01-07）.
- ^ Lachinov Dmitry Aleksandrovich 互聯網檔案館的存檔，存檔日期26 July 2011. at Great Cyrill and Methodius Encyclopedia （俄文）
- ^ Zumdahl, Steven S.; Zumdahl, Susan A. Chemistry. Ninth edition. Belmont, CA: Brooks/Cole, Cengage Learning. 2014. ISBN 978-1-133-61109-7. 缺少或
|title=為空 (幫助) - ^ Electrolysis of Water - Energy Foundations for High School Chemistry. highschoolenergy.acs.org. [2017-07-08]. （原始內容存檔於2017-06-27）.
- ^ 6.0 6.1 Hydrogen Production: Electrolysis - Department of Energy. energy.gov. [2017-07-08]. （原始內容存檔於2017-06-30）.