我们一起学科之聊聊电解水

我们一起学科学     发布时间:2020/11/5 15:21:25     访问量:

水,奔流不息,变化万千。它哺育着生命;滋润着大地;更是人类的好朋友。地球表面有71%被水覆盖,从空中俯瞰,地球基本上就是一颗蓝色的水球。

水,是我们生活中最常见的物质。我们称其为“生命之源”。水是由氢、氧两种元素组成的无机物,在常温常压下为无色无味的透明液体。


下面请看科学小实验:冒泡的锡纸


其实这就是一个简易的电解水实验。水的化学式是H2O,一个水分子由两个氢原子和一个氧原子组成。通电后,水分子分解为氢离子和氧离子。

那什么是电解水呢?电解水,是指水被直流电电解生成氢气和氧气的过程。电流通过水时,正极产生氧气,负极产生氢气,氢气与氧气的体积比为2:1。

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催化剂通常能使电解水的活化能大大降低,从而降低电解水的过电势。催化剂的优劣决定了电解水所需要的总电压以及电能转换为氢能的转化效率。比如,两根石墨电极组成的电解池通常需要大于2 V的电压才能产生氢气和氧气,因为石墨不是理想的催化剂,而两片不锈钢电极组成的电解池需要大约1.6-1.8V的电压就能产生氢气和氧气。研究新型的催化剂来增加能量转换效率是能源领域十分受关注的焦点。

氢气已被列为潜在的清洁能源燃料,同时氢燃料可以通过氢燃料电池的方式驱动各类电子设备及电驱动车。随着氢燃料的飞速发展,电解制氢也逐渐步入工业化。

在我们的生活中,很多事情都可以用电解来完成。例如在冶金工业中,我们需要将纯度较低的金属化合物提炼成纯度较高的合金;在大坝建设与船舶保养方面,电解也发挥着其重要作用;即使是日常生活中的金属制品,包括手机、电脑等金属外壳的着色,也用到了与电解原理相同的电镀工艺。可以说,如果颜料将画布变得绚丽多彩,那我们的生活,因为电镀变得更加丰富。


(来源:殷恬恬)

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