Водна електролиза
По принцип електролизата е процес, при който постоянен електрически ток, преминал през йонизиран разтвор или стопилка на вещество (електролит), се използва за иницииране на химическа реакция на електродите (положително зареден анод + и отрицателен катод -), водещ до дисоциацията на веществото в положителни йони - катиони от страна на катода и отрицателни аниони от страна на анода. По време на електролизата на водата, когато през нея преминава постоянен електрически ток, отстрани на анода, водата се дисоциира с образуването на кислородни молекули O2 и освобождаването на положително заредени водородни йони H + и електрони с отрицателен заряд e -. На катода водородните йони H + приемат електрони, образувайки водороден газ H2:
Анод: 2H2O → O2 + 4H + + 4e -
Катод: 4Н + + 4е - → 2Н2
По принцип реакцията на дисоциация по време на електролиза на водата може да бъде написана по следния начин:
2H2O → 2H2 + O2
Електролит
Гореописаната електролиза на чиста вода без прекомерна консумация на енергия е много бавна или изобщо не. За да се извърши ефективно електролизата на вода, към нея се добавя електролит - или разтворим във вода, или твърд - повишаващ електропроводимостта на водата.
При избора на електролит е необходимо да няма конкуренция между катионите (положително заредени йони) на електролита и катионите, които водата може да даде, тоест Н + - в противен случай водородът няма да се получи. За това електролитният катион трябва да има по-нисък електроден потенциал от H + катиона (стандартен електроден потенциал E ° B = 0); Li +, Rb +, K +, Cs +, Ba 2+, Sr 2+, Ca 2+, Na + и Mg 2+ са подходящи за ролята на катиона. Най-често се използват електролити с катиони