ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДЫ

Водород и кислород можно получить различными методами, однако при наличии дешевой электроэнергии следует предпочесть электролиз воды, позволяющий получать газы высокой степени чистоты. Электролит должен иметь высокую электропроводность, и, поскольку ионы очень подвижны, напрашивается мысль использовать для этой цели кислоты или щелочи. Так как щелочи действуют на обычные материалы в значительно меньшей степени, чем кислоты, то чаще всего применяется гидроокись натрия или калия в концентрации, обеспечивающей максимальную электропроводность. Чтобы сохранить эти условия, непрерывно подают дистиллированную воду, а рабочую температуру поддерживают при 343 К. Напряжение разложения воды равно 1,23 В, но из-за наличия перенапряжения (см.) и сопротивления рабочее напряжение увеличивается примерно до 2 В. Выход по току может достигать 99%, полученный водород после сушки имеет чистоту около 99,9%.

Электроды обычно изготовляют из стали (анод покрывают никелем, чтобы уменьшить перенапряжение) и отделяют один от другого асбестовой диафрагмой. Часто используют биполярные электроды (рис. Э. 3), одна сторона которых действует как анод, а другая — как катод.

Рис. Э. 3. Схема электролизера с биполярными электродами для электролиза воды. А — диафрагмы; Б — биполярные электроды; В — изоляторы.

Производство тяжелой воды

При электролизе воды в несколько большем количестве выделяется самый легкий изотоп водорода, что обусловлено различием в энергиях активации реакций, протекающих на катоде. Поэтому жидкая фаза постепенно обогащается дейтерием в соответствии с так называемым коэффициентом разделения S:

Условия процесса подбираются так, чтобы величина S была равна При каскадном соединении большого числа электролизеров продукт, обогащенный дейтерием, поступает из одного электролизера в следующий, и таким путем можно получить почти совершенно чистую