Il flusso di una corrente elettrica fra due elettrodi immersi in una soluzione alcalina concentrata determina la decomposizione dell’acqua nei suoi componenti idrogeno e ossigeno. Le reazioni tra gli elettrodi possono essere rappresentate dalle seguenti equazioni:
Al catodo
2H2O + 2e ---> H2 + 2OH-
All’anodo
2OH- ---> ½O2 + H2O + 2e
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Reazione complessiva ---> H2 + ½O2
Una differenza di potenziale applicata agli elettrodi induce il flusso di corrente.
La termodinamica della reazione mostra che la minima tensione (reversibile) necessaria per l’instaurarsi di un flusso di corrente, è di 1,23 volt, corrispondente all’energia libera (deltaG) necessaria per la reazione.
A questa tensione il sistema produce idrogeno, ma richiede una quantità addizionale di energia che corrisponde all’entropia del processo di reazione in costanza di temperatura.
Pertanto la tensione minima alla quale l’idrogeno può essere prodotto senza calore addizionale è di 1,49 Volt. A questa tensione le perdite irreversibili di energia compensano l’entropia della reazione.
In pratica la tensione di cella deve essere tenuta più alta del valore di reversibilità per compensare le altre perdite come la sovratensione degli elettrodi, l’effetto delle bolle a contatto con gli elettrodi stessi, la resistenza elettrica dei metalli, dell’elettrolita e dei diaframmi.
Il sistema di elettrolisi messo a punto dalla SESPI opera ad una tensione compresa tra 1,8 e 1,9 Volt/cella costante nel tempo dovuto a:
Speciale attivazione degli elettrodi per una lunga vita operativa.
Separatori con bassa permeabilità al passaggio del gas ed alta conduttività ionica
Sistema di assemblaggio dei componenti dell’elettrolizzatore a filtro pressa con conduttori metallici bipolari.
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