水电解

✍ dations ◷ 2025-08-03 18:31:13 #水电解

水电解是指以电流通过水以制造氢气与氧气。此电解的最低电压限制为1.23伏特。

这个工序可制作氢燃料和医疗氧气,但由于成本问题,大部分人均以天然气制作氢气,并从空气中提取氧气。

1789年,荷兰发明家首次成功以莱顿瓶盛水发电。1800年,亚历山德罗·伏打研发伏打电堆。仅仅数星期后,威廉·聂歌逊和安东尼·卡莱尔便以此成功进行水电解。齐纳布·格拉姆在1869年发明了格拉姆机后,水电解成为一个低成本的氢气生产方法。1888年,水电解在工业中被采用。

将两个以铂或不锈钢或铱等金属制造的惰性电极接到直流电上,放到水中。

氢气会从阴极冒出,而氧气则会从阳极冒出。理论上若果没有任何其他化学反应,氢气量应是氧气量的2倍。然而,实际上由于水中有杂质,其他杂质亦会被电解,因此将会有副产品,所产生的氢气或氧气亦较理论上少。

纯水电解则需要更多能量。纯水因为缺乏离子,导电性能极差,只有海水约百万分之一。大部分电解器材亦没有任何电解催化剂,只能依靠电解质以增加导电性能。

现时因为水电解所有产品均可以更低成本得到,水电解在工业上已无意义。

阴极还原反应︰2 H+(aq) + 2 e- → H2

阳极氧化反应︰4 OH- → 2 H2O + O2 + 4e-

由上列化学式可见,氢分子的数量是氧分子的2倍,若温度、气压等一样,体积亦为其2倍。

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