Elektroliza je elektrokemijski proces u kojem se kemijska tvar razlaže djelovanjem električne struje. Iako na prvi pogled djeluje kao jednostavan postupak “razbijanja” spojeva, riječ je o ključnom procesu moderne industrije, metalurgije, energetike i kemije materijala. Osnovni princip elektrolize temelji se na protoku električne struje kroz elektrolit – supstancu koja provodi električnu struju zahvaljujući ionima. Kada se elektrode urone u elektrolit i spoje na izvor istosmjerne struje, pozitivni ioni kreću se prema katodi, a negativni prema anodi, gdje dolazi do kemijskih reakcija redukcije i oksidacije.
U praksi se elektroliza provodi u posebnim spremnicima koji se nazivaju elektrolitičke ćelije. U njima se nalaze dvije elektrode: katoda (negativni pol) i anoda (pozitivni pol). Na katodi dolazi do redukcije – ioni dobivaju elektrone i pretvaraju se u neutralne atome ili molekule. Na anodi se događa oksidacija – atomi ili ioni gube elektrone. Ovisno o elektrolitu i materijalu elektroda, proizvodi elektrolize mogu biti plinovi, metali ili kemijski spojevi.
- PROČITAJTE VIŠE: DPF filter | Kako radi, zašto je važan u modernim dizelskim automobilima i zašto stvara probleme u gradskoj vožnji
Jedan od najpoznatijih primjera elektrolize je razlaganje vode na vodik i kisik. Iako je kemijski jednostavno objašnjena, elektroliza vode zahtijeva znatnu količinu energije jer je voda vrlo stabilan spoj. Upravo zbog toga se mnogo istraživanja usmjerava na povećanje učinkovitosti ovog procesa, posebno u kontekstu proizvodnje “zelenog vodika“, koji bi mogao igrati važnu ulogu u budućoj energetskoj tranziciji.
Elektrolizu najviše koristi industrija metala
Proces se koristi pri dobivanju čistih metala poput aluminija, natrija, bakra i magnezija, ali i u galvanizaciji – premazivanju predmeta tankim slojem metala radi zaštite od korozije ili poboljšanja estetskog izgleda. Elektroliza također ima važnu ulogu u rafiniranju metala, gdje se nečistoće uklanjaju elektrokemijskim postupkom. A u svakodnevnom životu elektroliza se pojavljuje u brojnim tehnološkim primjenama, često nevidljivoj korisniku. Primjeri su baterije, industrijska obrada površina, obrada otpadnih voda i medicinska oprema. Iako je sam proces star više od dva stoljeća, njegova važnost danas je veća nego ikad zbog sve većeg naglaska na čiste izvore energije i održivu proizvodnju.
Teoretsku osnovu elektrolize postavio je Michael Faraday u 19. stoljeću, formulirajući zakone koji opisuju odnos između količine električne struje i mase tvari nastale ili razgrađene tijekom procesa. Ti zakoni i danas čine temelj elektrokemije te omogućuju precizne industrijske izračune i planiranje proizvodnje. Elektroliza je tako spojnica između električne energije i kemijskih promjena. Ona ne samo da omogućuje proizvodnju materijala i goriva, nego i otvara put novim tehnologijama, od obnovljivih energetskih sustava do naprednih materijala i kemijskih postupaka budućnosti.
10 zanimljivosti o elektrolizi:
- Pojam “elektroliza” uveo je Michael Faraday 1834. godine.
- Elektroliza aluminija ključna je za modernu industriju – bez nje aluminij bi bio rijedak i vrlo skup metal.
- Proces galvanizacije koristi elektrolizu za zaštitu čelika slojem cinka.
- Elektroliza vode danas je najvažnija tehnologija za proizvodnju zelenog vodika.
- U nekim laboratorijima elektroliza se koristi za dobivanje vrlo čistog vodika za precizne instrumente.
- Elektroliti mogu biti tekući, kruti ili rastopljeni soli.
- U baterijama se događaju srodni elektrokemijski procesi – ali obrnuto, bez vanjskog izvora struje.
- Elektroliza se koristi i u industriji klora i natrijevog hidroksida.
- Neke vrste elektrolize zahtijevaju visoke temperature, posebno kod rastaljenih soli.
- Ionsko gibanje u elektrolizi osnova je za razumijevanje mnogih bioloških i medicinskih procesa.
