Agua electrolitica
Ventajas e inconvenientes de la electrólisis del agua
La electrólisis es una opción prometedora para la producción de hidrógeno libre de carbono a partir de recursos renovables y nucleares. La electrólisis es el proceso de utilizar la electricidad para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. Esta reacción tiene lugar en una unidad llamada electrolizador. El tamaño de los electrolizadores puede variar desde equipos pequeños, del tamaño de un electrodoméstico, que son adecuados para la producción de hidrógeno distribuida a pequeña escala, hasta instalaciones de producción central a gran escala que podrían estar vinculadas directamente a las energías renovables u otras formas de producción de electricidad que no emitan gases de efecto invernadero.
Al igual que las pilas de combustible, los electrolizadores constan de un ánodo y un cátodo separados por un electrolito. Los distintos electrolizadores funcionan de manera diferente, sobre todo debido al distinto tipo de material electrolítico implicado y a las especies iónicas que conducen.
Los electrolizadores alcalinos funcionan mediante el transporte de iones de hidróxido (OH-) a través del electrolito desde el cátodo hasta el ánodo, generándose hidrógeno en el lado del cátodo. Los electrolizadores que utilizan una solución alcalina líquida de hidróxido de sodio o de potasio como electrolito han estado disponibles comercialmente durante muchos años. Los enfoques más recientes que utilizan membranas sólidas de intercambio alcalino (AEM) como electrolito son prometedores a escala de laboratorio.
Qué es la electrólisis
Se proporcionan aparatos y métodos para producir agua electrolítica utilizando tres cámaras, placas rígidas y membranas de intercambio iónico. Los beneficios incluyen la reducción de la producción de cal y el aumento de los efectos bactericidas a largo plazo del agua producida.
El agua electrolítica ácida y el agua electrolítica alcalina se han producido mediante la electrolización de agua a la que se ha añadido una pequeña cantidad de electrolito. El agua electrolítica ácida producida por este método tiene una concentración de iones de hidrógeno (pH) en un rango de 2,0 a 3,5 (generalmente de 2,2 a 3,0), muestra al menos 1100 mV de potencial de reducción de oxidación (ORP), y contiene al menos 10 ppm de cloro libre (también conocido como cloro efectivo; principalmente ácido hipocloroso por debajo de pH 7). Debido a que este tipo de agua electrolítica ácida contiene cloro libre, es fuertemente ácida y tiene un alto potencial de reducción de oxidación, tiene un potente efecto bactericida sobre E. coli y otras bacterias, y ha comenzado a ser ampliamente utilizada en los últimos años en campos como la medicina, la agricultura y la ganadería lechera. Como tiene un pH en un rango de 10,5 a 12,0 y es fuertemente alcalina, el agua electrolítica alcalina también tiene un potente efecto emulsionante sobre la suciedad que contiene aceite o proteínas y, por tanto, es útil para limpiar artículos contaminados con aceite o grasa.
Relación de electrólisis del agua
El agua electrolizada (EW) es un desinfectante a base de cloro que puede fabricarse con relativa facilidad in situ mediante la electrólisis de una solución de sal de mesa pura (cloruro sódico, NaCl), utilizando uno de los muchos dispositivos de electrólisis disponibles en el mercado (2). El ácido hipocloroso (HOCl) es el principal agente antibacteriano de estos desinfectantes EW generados in situ, que por tanto pueden utilizarse según la normativa sobre desinfectantes con HOCl ya aprobada por la Agencia de Protección Medioambiental de EE.UU. (EPA) como apropiada para su uso contra el SARS-CoV-2 (3-5).
El EW se ha utilizado ampliamente en la industria alimentaria y la literatura sobre agricultura y ciencia y tecnología de los alimentos contiene muchos estudios relevantes (2, 17). Sin embargo, son pocos los estudios que han investigado el AO en la literatura dental. Este informe pretende llenar este vacío describiendo la generación de un desinfectante ligeramente ácido de EW utilizando un dispositivo portátil de generación de EW disponible en el mercado y verificando su FAC y acidez (pH) como indicadores de la potencia/eficacia del desinfectante. Los resultados presentados aquí pueden abrir la puerta a más aplicaciones y estudios adicionales sobre esta solución potente, segura y reproducible in situ como desinfectante alternativo en odontología, especialmente durante la escasez de otros suministros de desinfectantes.
Electrólisis del agua tipo de reacción
Actualmente, el 95% de la producción mundial de hidrógeno se basa en materiales fósiles, que provocan importantes emisiones de CO2. Sin embargo, el hidrógeno también puede producirse mediante electrólisis sin consecuencias negativas para el medio ambiente. El proceso de división del agua en hidrógeno y oxígeno con la ayuda de la electricidad se viene utilizando desde principios del siglo XIX.
Una condición importante para la electrólisis del hidrógeno es que tanto las fuentes de agua como las de electricidad no entren en conflicto con las normas de sostenibilidad (véase nuestro Marco EESG para la energía sostenible). La electricidad debe proceder al 100% de energías renovables para garantizar la producción de hidrógeno sin CO2. También debe garantizarse el suministro sostenible de agua: El aporte de agua no debe competir con procesos cruciales como el suministro local de agua potable o el riego agrícola.
El principio básico de la electrólisis consiste en dividir el agua en oxígeno e hidrógeno con la ayuda de la electricidad. La división se produce en dos reacciones parciales que tienen lugar en los dos electrodos – cátodo (-) y ánodo (+) – de la célula de electrólisis. En la práctica, los electrolizadores constan de varias células de electrólisis interconectadas, también llamadas pilas. Cuando se aplica la tensión, se produce hidrógeno en el cátodo y oxígeno en el ánodo.