Resumo sobre como funciona a Eletrólise da Água


Muitas fábricas dependem do uso de hidrogênio para desempenhar diversas tarefas. Seja para criar um produto ou outra atividade, esses espaços precisam de energia elétrica para funcionar e o hidrogênio é obtido para fornecer essa energia. O uso desse gás é mais benéfico do que a queima de combustíveis fósseis, uma vez que muitos gases nocivos à atmosfera são propagados e prejudicam o ar.

Resumo sobre como funciona a Eletrólise da Água

 

Como alternativa para evitar a queima dessas substâncias, a eletrólise da água é uma medida mais saudável, rápida e barata que fornece o hidrogênio através da decomposição de uma molécula de água (H2O). Esse processo eletroquímico não é difícil de ser feito e pode ser usado em diversas situações do dia a dia.

O que é a eletrólise da água?

Antes de entender como esse processo acontece com a água, é importante saber que ele não ocorre somente com esse líquido. Outras substâncias também podem sofrer essa ação e gerar outros materiais de maneira prática e sem a intervenção de medidas mais complexas.

O conceito da eletrólise compreende a conversão de uma energia química em energia elétrica ou vice-versa. Tudo isso é feito artificialmente através de um condutor ou um semicondutor que suporte a ação eletrolítica e consiga gerar a decomposição das moléculas sem nenhuma dificuldade.

Levando para o lado da água, a eletrólise ocorre quando o líquido tem suas moléculas ionizadas através de um condutor gerando oxigênio (O2) e o hidrogênio (2H2). A indução é feita através de fontes condutoras capazes de mover os elétrons do lado positivo (ânodo) para posição negativa (cátodo) e assim gerar energia elétrica. Essa fonte pode ser de vários tipos:

• Sais

• Bases

• Ácidos

• Combinação de duas dessas substâncias para gerar uma energia mais forte

Como a água não conduz a energia sozinha, um desses materiais força os elétrons com a solução aquosa a irem até o lado negativo da fonte condutora para dissolver a molécula de água. Desse modo, os íons se descarregam na água sem problema. O hidrogênio é interligado à posição do cátodo (lado negativo) e o oxigênio ao ânodo (lado positivo). Se a fonte condutora (sais, bases ou ácidos) for usada numa quantidade fraca ou insuficiente, a eletrólise da água poderá surgir, mas bem devagar ou gerar uma energia também fraca.

Eletrocatalisadores são outros materiais que podem auxiliar caso a fonte condutora não consiga suster o processo eletroquímico sozinho. A ferramenta é capaz de mover a autoionização da água mais rapidamente, pois somente uma molécula se ioniza a cada 555 milhões de moléculas da solução aquosa. O nitrato de potássio, o ácido sulfúrico e o hidróxido de sódio, usados em outros processos químicos, também são substâncias que auxiliam no aceleramento dessa ação.

A origem desse processo

Foi em 1800 que os primeiros experimentos voltados à eletrólise foram executados e desenvolvidos a ponto da água também ser usada para fazer o processo. Alessandro Volta foi um físico italiano que usou dois discos de cobre e um de zinco para produzir energia elétrica. Esses discos ficaram separados por um algodão com uma solução salina em sua consistência.

Tendo essa fonte condutora de energia com os dois tipos de metal interligados às duas posições (ânodo e cátodo), o cientista criou um tipo de pilha eletroquímica. Sete anos mais tarde, o cientista britânico Humphry Davy realizou a mesma ação, mas com a decomposição do potássio através de uma corrente elétrica. Mas foi John Frederic Daniell que conseguiu montar o conceito básico de eletrólise a partir da interligação de eletrodos de cobre de zinco a uma ponte salina para intensificar a produção de energia elétrica.

O que Daniell percebeu é que a eletrólise, até mesmo na água, só vai ocorrer quando a fonte de energia é forte o suficiente para produzir a energia a uma velocidade considerável e com as moléculas em perfeito estado. No caso de uma pilha, por exemplo, somente uma fonte condutora forte é capaz de gerar energia elétrica em bom estado e que não seja fraca.

Com relação ao processo na água, algumas substâncias precisam ter íons capazes de se dissolverem nela e assim gerar a energia necessária. Mas cada elemento químico possui uma quantidade diferente de descarga para mover os elétrons de um polo a outro. De um lado, existem elementos que possuem maior consistência e força para descarregar os cátions (elétrons negativos). E do outro, elementos específicos conseguem descarregar ânions (elétrons positivos) com mais facilidade e com uma maior intensidade. Um exemplo interessante para a liberação de cátions é o Zinco, que consegue liberar com mais praticidade os elétrons e gerar uma energia apropriada. Já o hidróxido de sódio, por não ser um metal alcalino, consegue liberar os ânions e deixar que eles sejam dissolvidos na água sem nenhum problema. O ideal é que se preste atenção à natureza das substâncias utilizadas e conferir se sua condutividade será eficiente para gerar a eletrólise da água.