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물 분자를 쪼개는 방법은 무슨 방법이 있을까요?

물은 h2o로 이루어져 있는데 이 분자를 각각의 원자로 쪼개기 위한 방법은 무슨 방법이 있고 어떤식으로 분해가 가능한지 설명부탁드립니다

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4개의 답변이 있어요!
  • 안녕하세요.

    물 분자(H₂O)를 수소(H₂) 및 산소(O₂) 원자로 분해하는 과정은 주로 전기화학적 방법을 통해 이루어집니다. 이러한 방법은 전기분해(electrolysis)와 광촉매 분해(photocatalytic water splitting)로 크게 나눌 수 있습니다. 각각의 메커니즘은 특정한 물리적, 화학적 원리에 기반하며, 이는 물의 분자 구조를 분해하여 에너지 전환의 효율을 극대화하는 데 중점을 둡니다.

    전기분해는 직류 전원을 사용하여 물 분자를 이온화하고, 결과적으로 수소 이온과 산소 이온으로 분리하는 과정입니다. 전극에 인가된 전압이 물 분자의 이온화 에너지를 초과할 때, 물은 양성자(H⁺)와 산소 이온(O²⁻)으로 분해되며, 이들은 각각 양극(anode)과 음극(cathode)으로 이동합니다.

    양극 반응 : 2H₂O → O₂ + 4H⁺ + 4e⁻
    음극 반응 : 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂

    이 반응들은 물을 구성하는 수소와 산소 원자를 각각의 가스 형태로 전환시킵니다. 전기분해는 에너지 효율성과 환경적 지속 가능성 측면에서 수소 연료의 생산에 이상적인 방법으로 간주됩니다.
    광촉매 분해는 빛 에너지를 활용하여 물을 수소와 산소로 분해하는 방법입니다. 이 과정에서 반도체 물질을 광촉매로 사용하여 빛(주로 태양광)이 광촉매에 충돌할 때 발생하는 에너지를 이용하여 물 분자를 활성화시킵니다. 이 활성화된 물 분자는 전자와 홀(hole)의 생성을 촉진하여 물 분자를 분해합니다.

    광촉매 반응 : 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂

    광촉매 분해는 재생 가능 에너지 소스를 사용하여 화학 연료로 전환하는 지속 가능한 방법으로, 화석 연료 사용을 줄이고 환경 오염 문제를 완화할 수 있는 잠재력을 지니고 있습니다.





    1명 평가
  • 안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

    물 분자를 쪼개는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 가장 일반적인 방법은 전기분해입니다. 전기분해는 물에 전류를 흘려보내어 물 분자를 산소와 수소로 분해하는 과정입니다.

  • 안녕하세요. 이원영 전문가입니다.

    물분자를 쪼개는 방법은 화학적 또는 전기적 과정에 의해 이루어 집니다.

    그 방법으로 전기분해, 즉 물에 전류를 흘리면 음극에서 수소 양극에서 산고가 발생합니다.

    또 광분해, 물 분자가 빛에너지를 흡수하여 분해되는 과정입니다. 열분해, 매우 높은 온도에서 물을 가열하여 수소와 산소로 분해하는 방법인데 2000도 이상의 고온이 필요합니다.

  • 안녕하세요. 김찬우 전문가입니다.

    아시다시피 물의 화학식은 H2O 입니다. 물은 수소와 산소로 이루어져 있어 안정된 상태로 유지되고 있습니다. 자발적으로는 수소와 산소로 되돌아가지 않으며 이를 다시 분해하기 위해서는 전기에너지를 가하면 물을 분해할 수 있습니다.

    순수한 물에는 전기가 흐르지 않으므로 전해질을 넣은 뒤 전류를 흘리면 양극에서는 산소가 얻어지고 음극에서는 수소가 얻어집니다. H2O 인 만큼 부피비는 산소 1 수소 2 로 일정한 물에서 수소는 산소대비 두배로 얻을 수 있습니다.

    그럼 답변 읽어주셔서 감사드리며, 도움이 되셨다면 '추천'과 '좋아요' 부탁드리겠습니다. 추가로 궁금하신 사항이 있으시면 언제든지 댓글달아주시면 답변 드리겠습니다:)