Elektroliz

Elektrokimya için gerekli temel konular şunlardır: Redoks (Yükseltgenme-İndirgenme) Tepkimeleri. Elektrokimyasal Piller. Elektroliz. Elektrotlar. Elektrolit. Elektriksel Potansiyel. Elektrik Akımı. Bu konular, elektrokimyanın temel prensiplerini ve uygulamalarını anlamak için gereklidir.

Elektroliz ile ayrılan metallerden bazıları şunlardır: Bakır. Çinko, kadmiyum, krom, gümüş ve altın. Ayrıca, elektroliz yöntemiyle demir gibi diğer metaller de ayrıştırılabilir. Elektroliz işlemi, bir sıvı içinde çözünmüş kimyasal bileşiklerin ayrıştırılması için kullanılır ve bu süreçte metallerin yanı sıra diğer elementler de elde edilebilir.

Suyun elektrolizi, elektrik akımı yardımıyla suyu oksijen ve hidrojen gazına ayrıştırmak için kullanılan bir işlemdir. Bu işlem sırasında: Anotta yükseltgenme tepkimesi gerçekleşir ve anot elektrot etrafında O gazı açığa çıkar. Katotta indirgenme tepkimesi gerçekleşir ve katot elektrot etrafında H gazı açığa çıkar. Suyun elektrolizi, atom bazında bir ayrım söz konusu olduğu için kimyasal bir tepkime olarak kabul edilir.

Evet, deniz suyu elektroliz ile ayrıştırılabilir. Elektroliz yöntemi, deniz suyundaki su moleküllerini hidrojen ve oksijen gazlarına ayırır. Bu sorunu çözmek için, Stanford Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, anodu zengin negatif yüklerle kaplayarak negatif yüklü klorürlerin bu katmanlar tarafından itilmesini ve anodun altındaki metalin daha az bozulmasını sağlamışlardır. Avustralya'daki Melbourne Kraliyet Teknoloji Enstitüsü'nden bir grup araştırmacı ise, deniz suyunun oda sıcaklığında düşük enerjiyle elektroliz edilmesine olanak tanıyan ve yan ürün olarak zehirli klor gazı üretmeyen yeni bir katalizör geliştirmiştir.

Sudan hidrojen üretmek mümkündür. Bu amaçla kullanılan bazı yöntemler şunlardır: Elektroliz: Elektriksel potansiyel uygulanarak suyun bileşenlerine ayrılması. Termal yöntemler: 2000 K sıcaklık üzerinde suyun termal olarak ayrıştırılması. Fotoliz: Güneş ışığı kullanılarak suyun ayrıştırılması. Ayrıca, Alberta Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, güneş ışığı ve özel, ucuz malzemeler kullanarak suyu doğrudan hidrojen ve oksijene ayıran yenilikçi ve uygun maliyetli bir yöntem geliştirmiştir. Ancak, mevcut sistemlerin verimliliği hala bir sorun teşkil etmektedir.

Teknosa'da hidrojen suyu nasıl yapılır hakkında bilgi bulunamadı. Ancak, hidrojen suyu şu yöntemlerle elde edilebilir: Elektroliz. Kimyasal reaksiyonlar. Hidrojen jeneratörleri. Hidrojen suyu üretimi için özel ekipman ve yüksek saflıkta hidrojen gazı gerekebilir.

Faraday Kanunu, elektrolizde iki temel yasayla uygulanır: 1. Faraday'ın Birinci Yasası: Elektroliz devresinden geçen yük miktarı (elektrik miktarı) ile elektrotlarda açığa çıkan maddelerin kütleleri doğru orantılıdır. 2. Faraday'ın İkinci Yasası: Aynı elektrik miktarı farklı elektrolitlerden geçtiğinde, elektrotlarda biriken maddelerin eşdeğer kütleleri birbirine eşittir ve bu kütleler, maddelerin eş değer ağırlıkları ile doğru orantılıdır. Bu yasalar, elektroliz sırasında açığa çıkan madde miktarını hesaplamak için kullanılır.

Eloksal işleminde akım hesaplaması, genellikle Ohm Kanunu kullanılarak yapılır. Ohm Kanunu, akım (I), gerilim (V) ve direnç (R) arasındaki ilişkiyi belirtir ve şu formülle ifade edilir: I = V / R. - Akım (I): Amper (A) birimiyle ölçülür. - Gerilim (V): Volt (V) birimiyle ölçülür. - Direnç (R): Ohm (Ω) birimiyle ölçülür. Eloksal işleminde akım hesaplaması için, belirli bir voltaj ve direnç değerleri bilinmelidir. Örneğin, 10 voltluk bir gerilim ve 5 ohm’luk bir direnç ile bir devrede akım şu şekilde hesaplanır: I = 10V / 5Ω = 2A. Eloksal işleminde akım hesaplaması için kullanılan diğer yöntemler arasında Kirchhoff'un Akım Kanunu (KCL) ve Kirchhoff'un Gerilim Kanunu (KVL) da bulunabilir. Akım hesaplaması yaparken, doğru ölçüm cihazlarının kullanılması ve güvenlik önlemlerinin alınması önemlidir.

Ekomotor yakıt tasarruf cihazı, yanma odasına giden havadaki molekül yapılarını soğutarak ve vortex (türbülans) oluşmasını sağlayarak çalışır. Çalışma prensibi: Hava soğutması: Cihaz, hava moleküllerini soğutarak yoğunlaşmış ve enerjilenmiş hava oluşturur. Vortex oluşumu: Pervanesi sayesinde vortex oluşturarak hava moleküllerinin daha verimli kullanılmasını sağlar. Oksijen artışı: Sıkıştırılmış hava molekülleri, yanma odalarına daha fazla oksijen taşır. Ekomotor, araç yazılımına müdahale etmeden, herhangi bir elektrik-elektronik donanıma gerek duymadan monte edilebilir.

Su ile çalışan bir arabanın yakıtı, elektroliz yöntemiyle üretilir. Bu süreçte şu adımlar izlenir: 1. Suyun buhara dönüştürülmesi. 2. Oksijen ve hidrojenin ayrılması. 3. Hidrojen kullanılarak CO2'nin karbon monoksite dönüştürülmesi. 4. Karbon monoksit ve hidrojenin birleştirilerek hidrokarbon elde edilmesi. Bu işlem büyük oranda elektriğe ihtiyaç duyar ve kullanılan enerji miktarı, elde edilen enerjiden daha fazla olduğu için verimsiz kabul edilir. Ayrıca, Avustralya-İsrail ortaklığı ile kurulan Electriq Global adlı şirket, su bazlı bir yakıt (Electriq-Fuel) geliştirmiştir.

Dermatolojide elektrolizle epilasyon (iğneli epilasyon) şu şekilde yapılır: 1. Hazırlık: İşlem yapılacak bölge temizlenir, makyaj ve tüy sarartıcı ürünler kullanılmaz. 2. Uygulama: İnce bir iğne her bir kıl dibine batırılır ve elektrik akımı kıl köküne iletilir. 3. Sonrası Bakım: Uygulanan bölgeye 24 saat su değdirilmemeli, kozmetik ürünler kullanılmamalı ve güneş ışınlarından korunulmalıdır. Seans sayısı, kişiden kişiye farklılık gösterir ve genellikle haftada bir veya iki haftada bir seanslar halinde planlanır. Elektroliz uygulamasının, eğitimli ve tecrübeli kişiler tarafından, tek kullanımlık steril iğnelerle yapılması gereklidir.

Evet, deniz suyundaki tuzdan hidrojen elde edilebilir. Deniz suyundan hidrojen üretimi için elektroliz yöntemi kullanılabilir. Bu sorunu çözmek için, Melbourne Kraliyet Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar, deniz suyunun oda sıcaklığında düşük enerjiyle elektroliz edilmesini sağlayan yeni bir katalizör geliştirdiler. Ayrıca, Stanford Üniversitesi'nden araştırmacılar, deniz suyundaki tuzun anodu hızla aşındırmasını önlemek için eksi yüklü parçacıklarla kaplanmış anotlar kullanarak elektrolizörlerin ömrünü binlerce saate çıkardılar. Bu teknolojiler henüz büyük ölçekte uygulanmasa da, deniz suyunu hidrojen yakıtına dönüştürme potansiyeli olduğu kabul edilmektedir.

Suyun ayrışması için elektrik enerjisi gerekir. Suyun hidrojen ve oksijen gazlarına ayrıştırılması işlemi elektroliz olarak adlandırılır.

Elektrokimyasal pillerde elektroliz hesaplamaları için Faraday Yasaları kullanılır. Faraday'ın birinci yasası, bir elektrotta toplanan madde miktarının, çözeltiden geçen elektrik yüküyle doğru orantılı olduğunu belirtir. Burada: Q, madde üzerinden geçen toplam elektrik yüküdür (coulomb cinsinden); I, akımdır (amper cinsinden); t, zamandır (saniye cinsinden). Faraday'ın ikinci yasası ise, devreden belirli bir yük miktarının geçmesiyle, katotta açığa çıkan elementin kütlesinin, elementin kimyasal eşdeğeri ile orantılı olduğunu belirtir. Burada: m, üretilen veya tüketilen maddenin kütlesidir (gram cinsinden); z, değerlik numarasıdır (iyon başına aktarılan elektron sayısı); F, Faraday sabitidir (96,485 C/mol); M, maddenin molar kütlesidir (g/mol cinsinden). Elektroliz hesaplamaları için çeşitli çevrim içi araçlar da kullanılabilir. Elektroliz hesaplamaları karmaşık olabileceğinden, doğru sonuçlar elde etmek için uzman bir kişiye veya ilgili kaynaklara danışılması önerilir.

Elektroliz deneyinde katotta indirgenme olayı gerçekleşir.

Stanley Meyer'in su yakıt hücresi, elektroliz yöntemiyle suyu hidrojen ve oksijen gazlarına ayırarak çalışır. Çalışma prensibi şu şekildedir: 1. Elektrik Uygulaması: Belirli bir elektrik polaritesi ve koşulunda suya elektrik uygulanır. 2. Gaz Üretimi: Elektrik, su moleküllerini ayrıştırarak hidrojen ve oksijeni serbest bırakır. 3. Yakıt Olarak Kullanım: Bu gazlar, bir motorda yakılarak enerji elde edilir. 4. Byproduct: Yan ürün olarak sadece su buharı oluşur, bu da egzoz emisyonunu temiz hale getirir. Meyer, bu sürecin, suyu ayrıştırmak için gereken enerjiden daha fazla enerji ürettiğini iddia etmiştir, ancak bu bilimsel olarak mümkün değildir. Bu nedenle, su yakıt hücresi teknolojisi hiçbir zaman ticari olarak başarılı olamamıştır.

Hidrojen enerji sistemi, yenilenebilir enerji kaynaklarından elde edilen hidrojenin depolanması ve gerektiğinde kullanılması süreçlerini içerir. Çalışma prensibi şu adımları kapsar: 1. Hidrojen Üretimi: Güneş, rüzgar, hidroelektrik gibi kaynaklardan elde edilen elektrik enerjisi ile suyun elektrolizi gerçekleştirilir ve hidrojen ile oksijen gazları üretilir. 2. Depolama: Üretilen hidrojen, yüksek basınçlı tanklarda, sıvı formda veya metal hidritler gibi çeşitli yöntemlerle depolanır. 3. Hidrojen Kullanımı: Depolanan hidrojen, yakıt hücreleri aracılığıyla elektrik üretimi için kullanılır. Hidrojen enerji sisteminin türleri ise depolama yöntemine göre değişir ve şu şekilde sınıflandırılabilir: - Yüksek Basınçlı Depolama: Hidrojen, gaz formunda yüksek basınçlı tanklarda saklanır. - Sıvı Hidrojen Depolama: Hidrojen, -253 °C'de sıvı hale getirilerek depolanır. - Metal Hidrit Depolama: Hidrojen, metal alaşım katmanlarında depolanır.

Otomatik klor jeneratörleri, havuz suyunu dezenfekte etmek için elektroliz yöntemiyle klor üretir. Çalışma prensibi şu şekildedir: 1. Tuz Eklenmesi: Havuz suyuna, genellikle deniz suyundan daha düşük konsantrasyonda tuz eklenir. 2. Elektroliz Hücresi: Tuzlu su, elektroliz hücresinden geçer ve bu hücre, elektrik akımı uygulanan elektrotlardan (anot ve katot) oluşur. 3. Klor Üretimi: Elektrik akımı uygulandığında, sodyum klorür (NaCl) molekülleri ayrışır ve klor gazı (Cl2) ile sodyum hidroksit (NaOH) üretir. 4. Dezenfeksiyon: Üretilen klor gazı, havuz suyuna karışarak mikroorganizmaları öldürerek veya inaktive ederek suyu dezenfekte eder. 5. Otomatik Kontrol: Jeneratör, havuz suyunun klor seviyesini otomatik olarak kontrol edebilir ve istenen seviyede tutmak için elektroliz işlemini başlatıp durdurabilir.

Faraday'ın elektroliz yasaları, elektroliz olayındaki madde-elektrik ilişkisini açıklayan iki yasadır: 1. Birinci yasa: Elektrotta anotta ve katotta açığa çıkan ya da kaybolan madde miktarı, devreden geçen akım yük miktarı ile doğru orantılıdır. Burada: - Q: Elektrik yükü miktarı (coulomb). - I: Akım şiddeti (amper). - t: Zaman (saniye). 2. İkinci yasa: Farklı çözeltilerden eşit miktarda yük geçirilirse, anot ve katotta meydana gelen değişim, eş değer kütle ile doğru orantılıdır.

Elektroterapi ve elektroliz farklı kavramlardır. Elektroterapi, elektrik akımlarının insan vücuduna uygulanması ile çeşitli hastalıkların tedavisine katkıda bulunmayı amaçlayan bir tedavi yöntemidir. Elektroliz ise, elektrik akımı kullanılarak bir maddenin ayrıştırılması işlemidir ve genellikle endüstriyel ve bilimsel alanlarda kullanılır.