elektrolysprocesser

Elektrolysprocesser er processer, hvor elektrisk energi bruges til at drive kemiske reaktioner, der normalt ikke forløber spontant. De foregår i en elektrolyscelle bestående af en elektrolyt mellem to elektroder, forbundet til en ekstern strømkilde. Under processen tilføres energi, så oxidationsreaktionen foregår ved anoden og reduktionsreaktionen ved katoden. Elektrodearter og elektrolytten bestemmer, hvilke stoffer der dannes ved elektrolyse.

Vandspaltning ved elektrolyse er en af de mest kendte eksempler: 2 H2O(l) → 2 H2(g) + O2(g). Hydrogen frigives ved katoden og ilt ved anoden. En anden vigtig proces i industrien er elektrolyse af saltvand (natriumchloridopløsning): 2 NaCl(aq) + 2 H2O(l) → H2(g) + Cl2(g) + 2 NaOH(aq). Denne proces producerer klor og natriumhydroxid, mens hydrogen er et biprodukt. Aluminiumproduktion gennem Hall-Héroult-processen smelter alumina (Al2O3) sammen med cryolit og bruger elektrisk energi for at udvinde ren aluminium. Elektrolyse anvendes også i elektroplettering og i elektrorefining af metaller.

Faradays love angiver at mængden af stof, der omdannes ved elektrolyse, er proportional med den gennemførte elektriske ladning, og effektiviteten påvirkes af overpotentialer, elektrode materialer, elektrolyt og celledesign. Miljømæssige forhold: elektrolyse er energikrævende, og valget af energikilde påvirker CO2-aftrykket. Sikkerhedshensyn: høj spænding og risiko for dannelse af giftige gasser (f.eks. klor) og korrosive opløsninger kræver passende ventilation, isolering og sikkerhedsprocedurer. Historisk har elektrolyse spillet en central rolle siden opdagelsen i 1830’erne; Hall-Héroult-processen blev udviklet i begyndelsen af det 20. århundrede og har været afgørende for moderne aluminiumproduktion.