Γιατί το οξυγόνο είναι λιγότερο από την αναμενόμενη ηλεκτρόλυση;
1. Πλευρικές αντιδράσεις:
* Εξέλιξη υδρογόνου: Στην κάθοδο (αρνητικό ηλεκτρόδιο), όπου τα ιόντα υδρογόνου μειώνονται σε αέριο υδρογόνου, υπάρχει και πιθανότητα να μειωθούν ορισμένα μόρια νερού, οδηγώντας στην παραγωγή αερίου υδρογόνου αντί του οξυγόνου.
* Οξείδωση ηλεκτροδίων: Η ανόδου (θετικό ηλεκτρόδιο) μπορεί να οξειδωθεί, ειδικά αν είναι κατασκευασμένο από αντιδραστικό μέταλλο. Αυτό καταναλώνει ηλεκτρόνια που διαφορετικά θα χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή οξυγόνου.
* Σχηματισμός άλλων ειδών που περιέχουν οξυγόνο: Αντί να εξελίσσονται άμεσα ως Ο2, το οξυγόνο μπορεί να ενσωματωθεί σε άλλα είδη, όπως το υπεροξείδιο του υδρογόνου (Η2Ο2) ή το όζον (Ο3).
2. Ανεπαρκής αξιοποίηση ρεύματος:
* overpotential: Η πραγματική τάση που απαιτείται για την οδήγηση της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης είναι υψηλότερη από τη θεωρητική τιμή. Αυτή η "υπερπληρυντική" έχει ως αποτέλεσμα τη σπατάλη ενέργειας, οδηγώντας σε μειωμένη απόδοση.
* Αντίσταση ηλεκτρολύτη: Το ίδιο το διάλυμα ηλεκτρολύτη έχει κάποια αντίσταση στη ροή του ρεύματος, μειώνοντας περαιτέρω την αποτελεσματικότητα.
* φυσαλίδες αερίου: Οι φυσαλίδες αερίου που παράγονται στα ηλεκτρόδια μπορούν να εμποδίσουν την επιφάνεια, παρεμποδίζοντας περαιτέρω αντιδράσεις.
3. Πειραματικοί παράγοντες:
* συγκέντρωση ηλεκτρολύτη: Η συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη μπορεί να επηρεάσει τον ρυθμό και την αποτελεσματικότητα της ηλεκτρόλυσης.
* Θερμοκρασία: Οι υψηλότερες θερμοκρασίες συχνά οδηγούν σε αυξημένους ρυθμούς αντίδρασης και βελτιωμένη απόδοση.
* Υλικό ηλεκτροδίου: Ο τύπος του υλικού ηλεκτροδίου μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τις πλευρικές αντιδράσεις και τη συνολική απόδοση.
4. Περιορισμοί νόμων του Faraday:
Ενώ οι νόμοι του Faraday παρέχουν ένα καλό θεωρητικό πλαίσιο, δεν αντιπροσωπεύουν πλήρως τις πολύπλοκες αντιδράσεις και τους παράγοντες που εμπλέκονται στις πραγματικές διαδικασίες ηλεκτρόλυσης.
Συνοπτικά, η χαμηλότερη από την αναμενόμενη παραγωγή οξυγόνου κατά τη διάρκεια της ηλεκτρόλυσης οφείλεται σε συνδυασμό πλευρικών αντιδράσεων, αναποτελεσματικής χρήσης ρεύματος, πειραματικών παραγόντων και περιορισμών στο θεωρητικό μοντέλο.
