최근 수정 시각 : 2024-11-18 11:20:47

전기 분해

전기분해에서 넘어옴
1. 개요2. 특징3. 종류
3.1. 용융액3.2. 수용액3.3. 수용액, 금속전극
4. 수소 생산
4.1. 종류4.2. 동향4.3. 논의
5. 여담6. 대중매체에서의 사례

1. 개요

電 氣 分 解 / electrolysis

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

2. 특징

  • 전해전지(電解電池, Electrolytic Cell)라고도 한다. 화학전지는 크게 화학에너지로 전기에너지를 만드는 갈바니 전지와, 전기에너지로 화학에너지를 만드는 전해전지로 구분할 수 있다. 즉 전기 분해는 이차 전지의 충전과정이기도 하다.
  • 전기를 받아서 결합을 끊는 데 1가 이온 1 ㏖이 생성되기 위하여 96485.3C의 전하량이 필요하다. 물론 2가 이온 1 ㏖이 생성되기 위해선 2배의 전하량이 필요하다. 또한 1C (1쿨롬)은 1 A의 전류가 1초간 흐른 양이다.
  • 혼합물의 분리와 헷갈리면 안 된다. 혼합물의 분리는 물리적(분자의 변화는 없음), 화합물의 분해는 화학적(분자 단위의 변화)이다. 설탕물을 설탕과 물로 나누는 것은 분리, 물을 수소와 산소로 나누는 것은 분해다.
  • 전극(電極, Electrode) - 도체 전기회로로 전류를 들어오게 하거나 나가게 하는 단자. 전극판이 반응하면 손실도 있고, 원하는 반응을 얻지 못 하므로, 반응성이 작은 백금(Pt)이나 탄소(C)를 사용한다.
    • 양극(+, Anode) - 전류를 내보내거나 자유전자를 받아들이며 전위가 높은 곳. 전기 분해 시 음이온이 전자를 잃고 산화된다. 화학전지에선 반대다.
    • 음극(-, Cathode) - 전류를 받아들이거나 자유전자를 내보내며 전위가 낮은 곳. 전기 분해 시 양이온이 전자를 얻고 환원된다. 화학전지에선 반대다.
    • 이온화 경향에 따라 양 극에서 나오는 물질이 결정된다. 물이 있을 경우(수용액) 물과도 이온화 경향을 비교해야 한다.
    • 반드시 이온결합 화합물만 전기분해되는 것은 아니다. 공유결합(대표적으로 물), 금속결합 물질도 전기 분해가 된다.
    • 염소 기체가 소량 생산되는 것까진 괜찮지만, 다량 생산되면 위험하니 실험에 주의. 고등학교 화학1의 주의사항이다.[1]
  • 전해질(電解質, Electrolyte) - 전류가 흐를 수 있게 하는 매질로, 이온 결합의 수용액 상태 또는 이온 전도성 폴리머 등이다.
    • 용융액이 아닌, 수용액으로 전기 분해를 할 경우 전해질이 필수적이다. 순수한 물은 전류가 '거의' 통하지 않는다. '아예'가 아니다. 왜냐하면 자체 이온화로 인해서 물속에 미량의 수소이온와 수산화이온이 존재하기 때문이다.[2] 전류가 통하려면 용액 속에 전자나 이온이 있어야 한다. 참고로 수용액 속에서 전류가 흐르는 물질인 전해질은 수용액 속에서 이온으로 해리되는 물질을 말한다. 하지만 물은 자체 이온화를 통해 이온을 만들긴 하나, 이 양은 매우 미약해 사실상 이온이 없는 거나 마찬가지다.
    • 대표적 전해질로는 염화나트륨, 황산, 염산, 수산화나트륩, 수산화칼륨, 질산나트륨 등이 있다.
    • 염화나트륨은 고체 상태에서는 전도체가 아니지만, 수용액 상태에서는 전기를 흘려 보낸다는 특징이 있다.
    • 강산/강염기 용액은 강한 전해질, 약산/약염기 용액은 약한 전해질이다.
    • 반대로 이온으로 나뉘며 전류가 통하지 않는 물질은 비전해질이라고 한다.
    • 이온결합 수용액이 담긴 곳을 전해조라고 한다. 전해조에서 전자가 이동하는게 아니라 이온물질이 이동한다.
    • 매우 고전압을 걸어 주면, 전해질 없이도 물을 직접 분해하거나, 이온화 경향을 넘어 전해질까지 석출할 수 있긴 하지만, 경제성이 없어 일반적으로 하지 않는다.
    • 식초 같은 산성 물질도 전해질로 쓸 수는 있지만 이 경우 전극이 손상되어 일반적으로 하지 않는다.

3. 종류

3.1. 용융액

예시
  • 염화구리(CuCl2) 용융액에, 반응성이 낮은 탄소 전극들을 넣고 전압을 거는 경우
    • 양극에서 염소 음이온이 전자를 잃는 산화 반응 뒤 염소 기체가 되어 발생한다.
    • 음극에서 구리 양이온이 전자를 받는 환원 반응 뒤 구리 고체가 석출된다.

특징
  • 물에 화합물이 녹지 않거나, 분해 생성물이 반응성이 높아 위험하면 용융하여 전기 분해를 한다. 용융 상태의 이온결합 물질은 이온화되어 전류가 흐르기 때문.
  • 이 방법으로 알루미늄 가격이 나폴레옹 시절보다 수천 배 싸졌다. 자세한 내용은 알루미늄 문서 참조.

3.2. 수용액

파일:ieZOg19.png
NaOH 수용액에서 물의 전기 분해

예시
  • 수산화나트륨(NaOH) 수용액에, 반응성이 낮은 탄소 전극들을 넣고 전압을 거는 경우
    • 양극에서 물이 대신 전자를 잃는 산화 반응으로 산소 기체와 수소 양이온으로 나뉜다. 이로서 pH가 감소하고 산성이 된다. 수소 양이온은 수용액에서 수산화 음이온과 만나 다시 물이 된다.
    • 음극에서 물이 대신 전자를 받는 환원 반응으로 수소 기체와 수산화 음이온(OH-)으로 나뉜다. 이로서 pH가 증가하고 염기성이 된다. 이는 이온화 경향 상 나트륨이 물보다 더 양이온으로 있고 싶어해, 물이 대신 전자를 받기 때문이다.
  • 염화나트륨(NaCl) 수용액에, 반응성이 낮은 탄소 전극들을 넣고 전압을 거는 경우
    • 양극에서 염소 음이온이 전자를 잃는 산화 반응 뒤 염소 기체가 된다. 여기까진 중성이어야 하지만, 이후 염소 기체가 물과 반응하여 차아염소산, 염산을 생성하며 산성이 된다.
    • 음극에서 물이 대신 전자를 받는 환원 반응으로 수소 기체와 수산화 음이온으로 나뉜다. 이로서 pH가 증가하고 염기성이 된다. 이는 이온화 경향 상 나트륨이 물보다 더 양이온으로 있고 싶어해, 물이 대신 전자를 받기 때문이다.
  • 황산구리(CuSO4) 수용액에, 반응성이 낮은 탄소 전극들을 넣고 전압을 거는 경우
    • 양극에서 물이 대신 전자를 잃는 산화 반응으로 산소 기체와 수소 양이온으로 나뉜다. 이로서 pH가 감소하고 산성이 된다. 이는 이온화 경향 상 불소/황산/탄산/인산/질산 음이온 등이 물보다 더 음이온으로 있고 싶어해, 물이 대신 전자를 잃기 때문이다.
    • 음극에서 구리 양이온이 전자를 받는 환원 반응으로 구리 고체가 석출된다. 이쪽은 염기성이 된다.

특징
  • 이처럼 H+ 이온보다 이온화 경향이 큰 양이온이나 OH- 이온보다 이온화 경향이 큰 음이온을 포함하는 물질이 녹아있을 경우 수소나 산소 기체가 먼저 발생한다.
  • 물이 분해되어 산소나 수소가 생산되는 경우를 수전해라고 한다.
  • 위와 같이, 수산화나트륨(NaOH) 외에도 불소/황산/탄산/인산/질산 음이온이 포함된 물질이면 산소를 만들 수 있다.
  • 소금물(염화나트륨 수용액)은 양극에서 산소 기체가 아닌 염소 기체가 나오는 것에 유의.

3.3. 수용액, 금속전극

파일:Seawater_power002.svg
NaCl 수용액에서 음극을 알루미늄으로 하여 전기 분해

예시
  • 염화나트륨(NaCl) 수용액에, 음극에 반응성이 높은 알루미늄 전극으로 하여 전압을 거는 경우
    • 양극에서 염소 음이온이 전자를 얻지 않고 대신 알루미늄이 전자를 잃는 산화 반응으로 양이온이 되어 녹아든다. 이는 이온화 경향 상 알루미늄이 염소 음이온보다 반응성이 높기 때문이다.
    • 음극에서 알루미늄 양이온이 전자를 받는 환원 반응으로 알루미늄 고체가 석출된다.

특징
  • 순동이나 순금 등 금속의 순도를 높이는 방안이다. +극에 저순도 금속을, -극에 고순도 금속을 전극봉으로 하고, 해당 금속이온이 있는 수용액에 담가 전압을 건다. +극의 저순도금속에서 이온화경향이 높은(산화가 쉬운) 금속이 양이온화된 뒤, -극의 고순도금속 전극봉에서 전극을 얻어 달라붙는다.
  • 도금도 할 수 있다. 도금시킬 물체를 (-)극에 놓고 도금할 재료를 (+)극에 놓으면 마찬가지로 (+)극의 금속이 산화되어 이온이 되고 (-)극에서는 환원되는 과정을 거쳐 물체의 표면에 달라붙는다.
  • 금속 물체의 녹슨 부분을 환원하는 데 사용하기도 한다.

4. 수소 생산

4.1. 종류

물의 전기분해(수전해)는 수소의 한 생산방식이다.[3]
  • 알칼라인 방식 (Alkaline Water Electrolyte, AWE) - 가장 안정적이고 오래 연구되고 상용화되어 전세계 수전해 용량의 75%다. 비귀금속 촉매를 써서 저렴하고, 생산구조가 단순하고, 내구성이 높다는 장점이 있다. 전해액 농도 유지를 위해 계속 보충이 필요하며, 부식 문제, 낮은 전류밀도 효율, 고압 운전의 어려움 등이 있다는 단점이 있다.
  • PEM 방식 (양이온교환막, Polymer Electrolyte Membrane, PEMWE) - 나피온(Nafion) 양이온교환막을 전해질로 이용한다. 소형화가 가능하며, 물만 투입되어 순도가 높다는 장점이 있다. 백금과 나피온의 가격이 높다는 단점이 있다.
  • AEM 방식 (음이온교환막, Anion Electrolyte Membrane, AEMWE) - 저가의 촉매를 사용하며, 저전력에도 작동하며, 압축기 없이도 고압 작동하며, 효율 및 순도가 높다는 장점이 있다. 촉매와 음이온교환막의 성능 및 신뢰도가 낮다는 단점이 있다.
  • SOEC 방식 (고체산화물전극셀, Solid Oxide Electrolysis Cell, SOEC) - SOFC 연료전지의 역반응. 800도 이상의 고온 수증기를 필요로 한다. 전해질 보충이 없고, 부식에 강하고, 유지보수가 쉽다는 장점이 있다. 고온이 필요하며, 고온에서의 내구성이 필요하고, 고체전해질 연구가 미흡하다는 단점이 있다.

4.2. 동향

  • 국내 과제
    • 2021년 9월, 산업부가 AEM 방식 과제를 공고했다. #
    • 2022년 11월, 국무총리 주재 제5차 수소경제위원회에서 선도국의 알칼라인-PEM 방식을 추격하면서도, AEM-SOEC 방식도 연구하자고 방향을 잡았다. #
    • 2023년 1월, 산업부가 수전해 관련 알칼라인 대용량화, 스택 성능인증, 계통연계 등의 과제를 공고했다. #
    • 2023년 11월, 산업부가 SOEC 방식을 샌드박스 규제특례 심의위원회를 통과시켰다. 제주 수소단지에 적용된다.
    • 2024년 5월, 산업부가 AEM 방식 과제를 또 공고했다. #
    • 2024년 8월, AEM 과제 전략연구단장이 사퇴하여 연구단이 해체되는 일이 생겼다. #
  • 국내 단지
    • 2017년, 제주 상명 - 지필로스 #
    • 2019년 9월, 전남 나주 - 한전, 지필로스 #
    • 2022년 2월, 경북 구미 - SOEC방식. SK에코플랜트 #
    • 2022년 6월, 전북 부안 - 한수원, 현대건설, 테크로스 #
    • 2022년 9월, 강원 평창 - 한국기술공사, 한화솔루션 #
    • 2023년 5월, 제주 행원 - 4가지 방식 모두 실증. 한국남부발전, 한수원, 가스기술공사, 수소에너젠(알칼라인), 가스공사-엘켐텍-선보유니텍(PEM), 지필로스(AEM), SK에코플랜트(SOEC).
    • 2023년 11월, 강원 동해 - 한국동서발전, 대우건설, 제아이엔지 #
    • 2023년 12월, 충남 보령 - 한국중부발전, 현대엔지니어링, 테크로스, 아이에스티이 #
    • 2024년 5월, 울산 - AEM방식. HD현대중공업, 희성촉매, 아크로랩스, 테크윈, 한국동서발전 #
  • 국내 주체
    • 알칼라인 방식
      • 테크윈, 수소에너젠, 이엠솔루션 등.
      • 하이젠테크솔루션 - 알칼라인 방식. 2024년 5월 16일 안산시 수소시범도시 수소생산 실증 시스템 준공 완료. #
    • PEM 방식
      • SK E&S - 2022년 5월, 가스공사와 제주에 1MW 공급계약. #, 2023년 9월 수자원공사의 성남정수장에 공급계약. #
      • 현대건설 - 2025년 5월, 전북 부안에 2.5MW 풍력 기반 수전해 구축 예정. #
      • 한화솔루션 - 2023년 12월, 평창에 프랑스 엘로젠(Elogen)사 제품으로 풍력 기반 수전해 구축예정. #
      • 고려아연 - 호주에서 자회사 아크에너지가 사업 추진중.
      • 엘켐텍
    • AEM 방식
      • HD현대중공업 - 2024년 5월 130억 국비 지원해 해수 기반 1MW급 AEM 개발 목표, 테크윈, 희성촉매, 재료연과 협업. #
      • 아크로랩스 - AEM 방식. 2022년~ 한국재료연구원/에프씨엠티/도레이와 개발중. #
      • 예스티 - 독일 인앱터와 협업, 제주 사업부터 참여 #
      • 지티씨 - 2022년~ 태양광 연동형 일체형 수소충전시스템 개발중. #
    • SOEC 방식
      • SK에코플랜트 - 2022년 구미 #, 2024년 제주.
      • 미코파워 - 2024년~ 개발 선언 #
    • 재료
      • 에이치쓰리코리아 - 2023년 1월 탄소나노튜브 이용 무촉매 전해조 개발 #
  • 해외 주체
    • 일본 - 아사히 카세이(Asahi Kasei)
    • 독일 - 티센크루프(ThyssenKrupp), 선파이어(SunFire), 인엡터(Enapter)
    • 프랑스 - 맥파이(McPhy), 엔지(Engie)
    • 노르웨이 - 넬 하이드로젠(Nel Hydrogen)
    • 호주 - 포테스큐(Fortescue)

4.3. 논의

  • 화석연료 이용 등 타 생산방식들에 비해 저렴해질 수 있느냐는 논쟁적이다.
  • 수소의 고위발열량(HHV)이 39.4 kWh/kg으로, 아무리 100% 효율의 전해조라도 이만큼의 전기를 넣어야 1 kg의 수소를 얻는다. 상업화된 전해조는 45~50 kWh/kg의 효율을 가지며, 이는 5~10 kWh/kg이 열로 버려지거나 난방에 사용된다는 것이다. 반대로, 수소의 저위발열량(LHV)는 33.4 kWh/kg으로, 아무리 100% 효율의 연료전지라도 1 kg의 수소로 이 이상의 발전은 할 수 없다. 상업화된 연료전지는 15~20 kWh/kg의 효율을 가진다. 즉 13~18 kWh만큼은 열로 버려지거나 난방에 사용된다는 것이다. 따라서 수소 1 kg당 50 kWh의 전기를 저장했다가, 20 kWh의 전기를 꺼내 쓰고, 30 kWh의 열이 생산되는 셈이 된다. 수소를 연료로 쓰는 발전기가 꽤 높은 효율이라는 주장의 경우, 연료로 쓸 수소 자체가 이처럼 큰 에너지나 비용을 써서 만들어낸다는 전 주기를 고려할 필요가 있다.
  • 굉장히 비싼 제법인데, 그린 수소 생산 방법 중에선 '쉽고, 대용량화가 쉬워서' 빠르게 성장하는게 아니냐는 분석이 있다.
  • 에너지 저장 체계로서의 논의 - 전기를 저장함에 있어서 이차 전지나 댐의 효율이 훨씬 우수하긴 하지만 이차 전지는 국가 단위의 대규모 시설을 만들기엔 너무 비싸고 댐은 시설 위치에 제약이 크다. 때문에 수소 자체의 유용성만 따지자면 초대규모 에너지 저장 수단으로 유효하다. 다만 수소 또한 마찬가지로 저장성이 극도로 나쁘고 에너지 낭비가 심각해서 제대로 이차 전지를 대체하는 것은 거의 불가능에 가깝다는 것이 중론이다. 차라리 수소로 에너지를 보관할 바에야 넘치는걸 열로 태워 온수의 형태로 저장하는게 열효율이 높을 수도 있다.
  • 연료로서의 논의 - 2019년 대한민국 정부는 '소형 버스까지는 이차 전지, 대형 버스, 트럭, 상용차, 철도, 선박, 비행기는 수소가 에너지 저장 체계로 적합하다고 한 바 있다.
  • 순수하게 수소만 생산하는 민물은 풍부하지 않다. 바닷물을 전기 분해하면 수소 기체가 나올 때 염소 기체가 같이 나오는데,[4] 일반적으론 오히려 염수 전해공정은 염소 생산이 주 목적이고 수소는 부산물 취급을 받는 편이다. 앞으로 수소를 얻기 위해 대량으로 바닷물을 전기분해한다면 남는 염소를 어떻게 처리할지도 고민해야 한다. 산업에 쓸모는 많지만 독성을 띄고 염소 라디칼은 오존층 파괴의 원인이 되므로 남는 양은 함부로 배출할 수 없다. 또한 생산시에 산소평형이 맞지 않게 되므로 장차 이를 어떻게 해결할지도 문제가 될 것이다. 수소는 에너지 대비 산소 소모량이 많은 편이다. 이 때문에 해수 수전해 시 염소 발생반응을 억제하기 위한 기술들도 개발되고 있다.
  • 사용 전기의 논의 - 비판 측은 당연히 전해조를 24시간 가동하기 위해 3-6시간의 간헐적 신재생에너지보다 그리드전기를 사용할 것이라고 한다. 옹호 측은 그리드 전기는 가치중립적이며, 지열 발전, 원자력 발전 등 화석연료가 아니면서 24시간 가동되는 에너지원도 있다고 주장할 수 있다. 단, 상술했다시피 전기로 만든 수소를 다시 전기 생산에 사용할 경우엔 에너지 효율 측면에서는 거의 화력발전 수준으로 효용 가치가 떨어지므로 경제성을 기대할 수 없다. 지열 발전과 원자력 발전이 연료를 투입하지 않는다 해도 그 전력을 수소를 만드는데 쓴다면 보통은 기회비용 측면에서 막대한 낭비가 발생한다고 이해하는 것이 현실적이다. 또한 저런 발전 자원들은 그렇게 낭비하는데 쓰기에는 너무 희소성이 크다.

5. 여담

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.[5] 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.

6. 대중매체에서의 사례

  • 2004년, 일본 만화 어떤 마술의 금서목록에서, 미사카 시스터즈도 전기 분해를 이용해 엑셀러레이터를 공격하는 데 활용하였다. 오리지널인 미사카 미코토 역시 능력을 이용해 물을 전기 분해하여 날개를 만드는 등 여러 가지로 응용해 사용한다.어차피 얘는 자기의 전기능력을 이용해 전자기파를 쏴서 전자레인지처럼 요리도 하니 이상하게 생각하지는 말자.
  • 2011년, 미국 소설 마션에서 물을 만들기 위해, 우선 하이드라진을 전기 분해하여 수소를 생산했다.

[1] 굳이 위험성을 설명해주자면, 염소 농도가 30~50ppm인 공기 중에서는 30~60분 정도에 인간이 사망한다. 다만, 작은 시험관 하나 정도의 극소량이라면, 직접 흡입하지 않는 한 대부분의 환기시설이 갖추어진 실험실(학교 실험실이라도 기본적인 환기장치는 구비하게 되어 있으며, 집에서 한다면 창문 다 열고 방 안의 공기가 바깥으로 빠져나가게끔 환풍기처럼 창문 앞에 선풍기를 놓고 강하게 틀어주면 된다.)에서 소금물 전기분해 정도를 하는 것은 안전하다. 위에 말한 건 어디까지나 가스실이나 화학탄 수준으로 대량을 뿌릴 때 이야기다. 웬만한 크기의 시험관으로는 5평 정도의 방에 30~50ppm의 농도로 염소 가스를 채우기는 대단히 어렵다. 그 근거로, 절대로 노란 염소 기체를 직접 흡입하지 말라는 경고 문구와 함께, 소금물 전기분해 실험을 하는 방법이 고등학교 화학1 교과서에 나온다. 염소가 정말 청산가리마냥 마이크로그램 단위의 극소량에도 사망할 정도의 극도로 위험한 기체라면 고등학교 화학 교과서에 실험방법을 싣을 리가 없잖는가. 엄밀히 말하면, 양도 소량이지만, 방출되는 대기의 부피가 시험관 하나 정도와는 비교불가할 정도로 어마어마하게 크므로 매우 연한 농도로 희석되어 안전해지는 것이다. 그러니까 이 글만 보고 염소 기체가 든 실험관에 코박고 직접 흡입하는 미친 짓은 하지 말자. [2] 물은 pH 7인데 pH가 바로 수소이온농도이다.즉 10^-7의 농도로 수소이온이 존재한다. [3] 수전해의 '개요'를 둘러보기 좋은 출처: 21년 11월 한화 #, 23년 5월 SK E&S #, 23년 8월 가스뉴스 #, 24년 7월 SK에코플랜트 # [4] 바닷물에는 염화 이온([math(\rm Cl^-)])이 포함되어 있으며, 전기 분해 시 그 염화 이온이 수산화 이온([math(\rm OH^-)])보다 전자를 내놓는 경향이 크기 때문에 염화 이온이 다 없어질 때까지 염소 기체가 +극을 통해 계속 나오게 된다. [5] 참고로 휴대전화 배터리의 금속 부분에 샤프심 2개를 대고 그 끝을 붙이면 전기가 통해 뜨거워진다. 주의할 점은 이렇게 샤프심이 뜨거워지면 샤프심이 녹는데 이 녹은 물이 배터리의 금속 부분에 닿으면 배터리를 못 쓸 수가 있다! 따라서 적당히 9V짜리 전지를 구해서 전선으로 연결하는 것이 훨씬 안전하다. 다만 휴대폰 배터리보다 구비 가능성이 적으니... [6] 광전기화학전지(Photoelectrochemical cell), 광전해조(photovoltaic electrolysis), 인공 광합성(Artificial Photosynthesis) 등으로도 불린다.

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