전기 분해

電氣分解 / electrolysis

화합물에 전압을 걸어 비자발적인 산화·환원 반응을 일으켜, 물질을 화학적으로 분해하는 과정이다.

물의 전기분해(수전해)는 수소의 한 생산방식이다.

연료전지는 물의 전기 분해의 역과정이다. 물에 전기에너지를 주면 수소와 산소로 분리되는데, 이를 역으로 이용해 수소와 산소를 합치면 전기에너지와 물이 나온다는 원리. 화석연료와는 달리 물을 배출하기 때문에 신재생에너지로 각광받고 있다. 물론 전기 분해를 통해 만든 수소를 다시 연료전지에 쓰는 건 수소를 에너지 저장의 매개 수단으로 쓰겠다는 것인데 배터리보다 효율이 낮다. 왜냐하면 에너지 상당수를 열로 날려먹게 되기 때문이다. 배터리도 충전과 방전을 반복하면서 사용가능한 에너지의 일부를 잃긴 하지만 수소는 그것보다 훨씬 더 손실이 많다. 기껏해야 양수 발전처럼 저녁에 남아도는 전기를 잠시 보관하는 게 아니면 수소를 생성하기 위해 전기 분해를 하는 건 에너지 낭비다. 연료전지의 쓰는 수소는 대체로 석탄 가공의 부산물로서 추출하는 편이 더 싸게 먹힌다.

중수소, 삼중수소를 농축할 때 전기 분해를 사용한다. 증류수에 강염기를 첨가한 뒤, 전기 분해를 하면, 상대적으로 가벼운 수소가 중수소, 삼중수소보다 더 빨리 움직여 전극에 와서 전자를 받아서 수소 기체로 분리되는 경향이 강하므로(가벼운 수소 물이 무거운 중수소 물, 삼중수소 물보다 더 빠르게 움직이므로, 이를 활용한 것. 기체 확산 속도 차를 이용한 농축 방법과 원리 자체는 다르지 않다), 전기 분해를 어느 정도 하고 남은 물에는 중수소, 삼중수소의 농도가 처음보다 높아져 있다.

정수기 팔아먹으려는 사기꾼들이 자연스러운 전기 분해 현상을 물이 오염돼서 그렇다고 사기 치는 경우가 많았다고 한다. 뭐, 엄밀히 따지면 ‘오염’의 정의가 불순물이 섞였다는 뜻이면 맞는 말이긴 하다. 다만 섭취하면 안 될 정도로 다량이 섞이거나 유독한 게 섞이지 않았기 때문에 수돗물을 마셔도 죽지 않는 것이다. 실제로 그런 경우는 고등학교 수준의 전기분해 실험을 하면서 한쪽은 그냥 수돗물(혹은 NaOH 같은 전해질을 소량 넣은 수돗물)이고, 다른 한쪽은 순수한 증류수를 넣어서 수돗물이 오염되었습니다 빼애애애액 하는 경우일 테다. 물론 자체 이온화 성질이 있어 아예 분해가 안 되는 건 아니지만, 웬만한 전압으로는 기포가 눈에 보이지 않는다. 보통 DC 9V나 DC 12V 정도로 실험하므로, 보이지 않을 것이다. 굳이 증류수에서 기포를 관찰 하겠다면, DC 750V 정도는 필요하다. 창문 깨고 경전철 선로(제3궤조집전식)에다 증류수를 들이 부으면 관찰할 수 있는 건가 적절히 절연처리를 해서 전극을 연결하여 증류수에 넣어주면 기포를 관찰할 수 있을 수 있을 것이다. 그냥 고전압 교류를 정류회로에 넣어.....

핸드폰 배터리, 소금물, 샤프심, 종이컵만 있으면 학교에서도 실험할 수 있다.[4] 사실 급식먹을 때 9V 전지 들고가서 젓가락을 양 단자에 대고 국에다 젓가락 끝을 넣어도 전기분해가 된다<< 샤프심은 탄소의 동소체 중 하나인 흑연으로 이루어져 있으며 흑연의 경우 탄소가 4개인 것에 비해 3개의 결합을 하고 있어 결합에 참여하지 않고 자유로운 전자가 한 개 남게 되고 이 전자가 전기를 통하게 한다. 좀 더 제대로 해보고 싶다면 샤프심 대신에 목탄이나 흑연 봉을 이용하고, 집게 전선을 사용하면 된다. 충분히 집에서도 해볼 만하다. (탄소가 실제로 반응성이 작고 전기 전도도가 높은지라 자주 쓰이는 전극이다. 알루미늄 산화물 (보크사이트라고 한다)용융 전기 분해와 납축 전지에 쓰이는 이유.)

수능 화학에서 물의 전기 분해와 염화나트륨의 전기 분해가 최다 빈출이다. 양극에서 생성되는 물질, 화학양론 관련 문제가 나온다.

전해조와 타 장비의 결합을 이름 붙여 마케팅하기도 한다.