L'hydrogène est un combustible très combustion propre; quand il brûle, il se combine avec l'oxygène pour créer de l'eau comme échappement. L'eau peut également être fractionné en utilisant un procédé appelé électrolyse qui produit de l'hydrogène et de l'oxygène. Selon la façon dont l'hydrogène est produit, ce qui rend l'hydrogène à partir d'eau pourrait servir comme un moyen de stocker l'énergie solaire dans une future économie «verte».
Thermodynamique et eau
La première loi de la thermodynamique stipule essentiellement que l'énergie ne peut être ni créée ni détruite. La réaction qui a lieu lorsque l'hydrogène brûle est exactement l'inverse de la réaction qui a lieu lorsque l'eau est divisé pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène. Par conséquent, la première chose que vous devez savoir sur un dispositif d'eau à l'hydrogène est qu'il aura toujours au moins autant d'énergie pour produire de l'hydrogène à partir d'eau que vous obtenez de le brûler. Le résultat final est que la conversion de l'eau à l'hydrogène puis le brûler pour le carburant entraîne une perte d'énergie.
Énergie solaire
Mais si la conversion de l'eau en hydrogène et en retour signifie perdre de l'énergie, comment est-il utile pour nous? La réponse est que le fractionnement de l'eau pour faire de l'hydrogène peut servir comme un moyen de stocker l'énergie solaire. Si nous utilisons l'électricité à partir de panneaux solaires, par exemple, pour alimenter un appareil de l'eau à l'hydrogène, nous sommes essentiellement stocker de l'énergie des rayons du soleil comme combustible d'hydrogène, nous pouvons utiliser dans les voitures ou autres appareils. Alternativement, les bactéries photosynthétiques d'ingénierie ou d'algues pour produire de l'hydrogène allaient nous offrir une autre façon de faire de l'hydrogène en utilisant l'énergie solaire.
Fonction
dispositifs d'eau à hydrogène impliquent généralement l'électrolyse. Dans ce courant de processus provenant d'une batterie ou d'une prise de courant circule à travers deux électrodes insérées dans l'eau. Lors de l'électrode chargée négativement, l'hydrogène en eau est réduite pour produire de l'hydrogène gazeux tout à l'électrode chargée positivement une réaction d'oxydation donne l'oxygène. Malheureusement, l'eau est un très mauvais conducteur d'électricité. sels Ajout tels que le chlorure de sodium va améliorer la conductivité de l'eau, mais ils vont aussi créer des réactions secondaires comme la production de chlore gazeux ainsi.
Considérations
Il est important de se rappeler que - contrairement à beaucoup d'idées fausses - l'ajout d'un catalyseur ne nous permet pas de briser les lois de la thermodynamique. A la fin de la journée, nous aurons toujours besoin de mettre au moins autant d'énergie lors du partage de l'eau que nous obtenons quand nous brûlons le carburant. Un catalyseur peut faire un processus plus efficace en réduisant la quantité d'énergie que nous devons utiliser, mais il ne sera jamais nous permettre de briser cette limite théorique. De plus, même si nous pouvons produire de l'hydrogène avec ce genre de dispositif, il y a d'autres défis qui restent à surmonter. L'hydrogène gazeux a une teneur plus faible d'énergie par unité de volume que l'essence, par exemple, et est plus difficile à stocker. Trouver des solutions à ces problèmes est nécessaire avant que l'hydrogène peut devenir le «carburant de l'avenir."