¿Qué es la electrólisis del agua?

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. A partir de 2010, sin embargo, la electrólisis del agua no había encontrado un amplio uso comercial o industrial. El proceso requiere tres componentes: una fuente eléctrica, dos electrodos y agua.

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 le deben agregar sustancias. Estas sustancias se disuelven para formar algo llamado electrolitos.

Un electrolito es cualquier sustancia que conduce electricidad. Los electrolitos pueden conducir electricidad porque están compuestos de átomos o moléculas con carga eléctrica llamados iones. Aunque el agua está compuesta de iones de hidrógeno y oxígeno, la propia molécula de agua tiene una carga eléctrica neutra. La sal o unas pocas gotas de un ácido o base se agregan comúnmente al agua para formar una solución electrolítica.

Las baterías, una fuente de energía de corriente continua (CC) o paneles eléctricos solares se usan 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 ^- ).

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 a 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.

Aunque la electrólisis del agua se ha limitado principalmente a los laboratorios, el uso de 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 considerarse 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.