Electrólisis

La electrólisis es un proceso químico que genera una reacción en un compuesto por medio de la aplicación de corriente eléctrica. Este fenómeno produce la oxidación de un elemento y la reducción de otro; siendo la base de aplicaciones como las baterías o pilas en la dimensión electroquímica.

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¿Qué es la electrólisis química?

En términos técnicos, una definición de electrólisis puede ser aquel proceso que, mediante la energía eléctrica, provoca una reacción química no espontánea. Este proceso se alberga en las celdas electrolíticas y, de producirse de manera controlada, puede emplearse en la producción de ciertos elementos.

Los procesos de electrólisis más habituales son los de sales y los de disoluciones acuosas.

El proceso electrolítico del agua

El proceso de electrólisis generalmente viene ligado a su aplicación con el agua como disolvente. El proceso químico consta de las siguientes etapas:

• Disolución de un electrolito (sustancia con iones libres) en el agua, provocando la ionización del líquido, es decir, se convierte el agua en un conductor eléctrico.
• Aplicación de corriente eléctrica. Por medio de los electrodos; el ánodo (positivo) y el cátodo (negativo) de una fuente de alimentación (una batería, por ejemplo).
• Reacción. Los iones libres del agua ceden electrones a estos electrodos. De manera inversa, los positivos se ceden a los cátodos, produciendo una reducción; y los negativos a los ánodos, generando un proceso de oxidación.

En este caso concreto, el compuesto H2O, la reducción permite obtener hidrógeno, mientras que la oxidación, como su propio nombre indica, libera moléculas de oxígeno.

La electrólisis en la automación

La industria del automóvil está respaldada en gran medida por la industria química. En el caso de la electrólisis, su aplicación en el desarrollo de materiales ha marcado su aplicación en diferentes tecnologías de los vehículos. En concreto, sus fundamentos son interesantes en evitar la corrosión de materiales y en los nuevos enfoques de combustibles “verdes”.

La electrólisis y el vehículos de hidrógeno

Existe una aplicación que, aunque hasta el momento es más anecdótica que relevante, ofrece una alternativa al tradicional vehículo eléctrico de batería: aquel que obtiene la energía de fuentes de hidrógeno.

Basado en la reacción del compuesto del agua (H2O) para obtener hidrógeno por electrólisis que, con oxígeno que un compresor habrá extraído del exterior del vehículo, abastecería la pila de combustible. 

Ventajas de la electrólisis en un vehículo de hidrógeno

• Al contrario que los automóviles de combustión clásica, las emisiones del proceso de electrólisis se reducen al vapor de agua.
• Se cumple con los objetivos de reducción de emisiones de la UE fijados en la Agenda 2030 (link políticas de emisiones).
• Tienen mayor autonomía que los vehículos eléctricos convencionales. Pueden alcanzar los 600 kilómetros de autonomía, casi el doble que los anteriores.
• Este tipo de vehículos tienen asignada la pegatina “Cero Emisiones” de la DGT

Desventajas de la electrólisis en un vehículo de hidrógeno

• Elevado grado de inflamabilidad. A pesar de que los diseños de depósitos de hidrógeno ponen especial atención a la resistencia, es un gas muy volátil.
• Existe poca variedad de modelos y apenas hay espacios habilitados para repostar, los conocidos como “hidrogeneras”.
• El sistema de electrólisis ocupa mucho espacio, por ello, sólo se implementa en vehículos de gran cilindrada, limitando también la capacidad de carga del maletero.

Evitar la corrosión con electrólisis

La mecánica de coches básica, implica la convergencia en un mismo espacio de actuación de elementos eléctricos con compuestos metálicos y materiales susceptibles de contaminación atmosférica. El estudio de la electrólisis como fenómeno externo que afecta al rendimiento de los vehículos, supondría escenarios con componentes cuyas propiedades se vean optimizadas.

Un ejemplo concreto sería el desgaste de componentes como consecuencia de la acción de líquidos de refrigeración de base acuosa.

La electrólisis en los combustibles neutrales

Existe una línea de investigación de combustibles alternativos sostenibles. Este proceso se emplea en proyectos que buscan neutralizar las emisiones de CO2 equivalentes, es decir, relativizar el impacto atmosférico del dióxido de carbono captando el carbono de estos compuestos. De este modo, junto al ya explicado fenómeno aplicado al agua, se pretende producir hidrocarburos alternativos.