इलेक्ट्रोलीज़



रसायन विज्ञान और विनिर्माण में, इलेक्ट्रोलिसिस एक तकनीक है जो अन्यथा गैर-सहज रासायनिक प्रतिक्रिया को चलाने के लिए प्रत्यक्ष वर्तमान (डीसी) का उपयोग करती है।इलेक्ट्रोलिसिस एक  इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिका  का उपयोग करके  अयस्कों  जैसे प्राकृतिक रूप से होने वाले स्रोतों से  रासायनिक तत्व  के पृथक्करण में एक चरण के रूप में व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण है।इलेक्ट्रोलिसिस के होने के लिए आवश्यक  वोल्टेज  को अपघटन क्षमता कहा जाता है।शब्द lysis का अर्थ अलग या टूटना है, इसलिए शब्दों में, इलेक्ट्रोलिसिस का मतलब बिजली के माध्यम से टूटना होगा।

व्युत्पत्ति
इलेक्ट्रोलिसिस शब्द माइकल फैराडे  द्वारा 1834 में पेश किया गया था,  ग्रीक भाषा  शब्दों का उपयोग करना ἤλεκτρον  एम्बर, जो 17 वीं शताब्दी के बाद से विद्युत घटनाओं से जुड़ा था, औरλύσις  अर्थ विघटन।फिर भी, इलेक्ट्रोलिसिस, रासायनिक प्रतिक्रियाओं का अध्ययन करने और शुद्ध रासायनिक तत्व प्राप्त करने के लिए एक उपकरण के रूप में, शब्द के सिक्के से पहले और फैराडे द्वारा औपचारिक विवरण।

इतिहास
उन्नीसवीं शताब्दी की शुरुआत में, विलियम निकोलसन (केमिस्ट)  और  एंथनी कार्लिसल  ने एलेसेंड्रो वोल्टा | वोल्टा के प्रयोगों को और अधिक बढ़ाने की मांग की।उन्होंने एक  वोल्टिक ढेर  के दोनों ओर दो तारों को संलग्न किया और दूसरे छोर को पानी से भरी ट्यूब में रखा।उन्होंने देखा कि जब तारों को एक साथ लाया गया था कि प्रत्येक तार ने बुलबुले का उत्पादन किया।एक प्रकार हाइड्रोजन था, दूसरा ऑक्सीजन था। 1785 में मार्टिन वैन मारुम  नामक एक डच वैज्ञानिक ने एक इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर बनाया, जिसका उपयोग उन्होंने अपने लवण से टिन, जस्ता और एंटीमनी को कम करने के लिए किया, जिसे बाद में इलेक्ट्रोलिसिस के रूप में जाना जाता है।हालांकि उन्होंने अनजाने में इलेक्ट्रोलिसिस का उत्पादन किया, यह 1800 तक नहीं था जब विलियम निकोलसन और एंथोनी कार्लिसल ने पता लगाया कि इलेक्ट्रोलिसिस कैसे काम करता है। 1791 में लुइगी गालवानी  ने मेंढक के पैरों के साथ प्रयोग किया।उन्होंने दावा किया कि दो असमान धातु की चादरों के बीच जानवरों की मांसपेशियों को रखने से बिजली हुई।इन दावों का जवाब देते हुए,  एलेसेंड्रो वोल्टा  ने अपने परीक्षण किए।  यह इलेक्ट्रोलिसिस पर  हम्फ्री डेवी  के विचारों को अंतर्दृष्टि देगा।प्रारंभिक प्रयोगों के दौरान, हम्फ्री डेवी ने परिकल्पना की कि जब दो तत्व एक यौगिक बनाने के लिए एक साथ गठबंधन करते हैं, तो विद्युत ऊर्जा जारी की जाती है।हम्फ्री डेवी इलेक्ट्रोलिसिस पर अपने प्रारंभिक प्रयोगों से अपघटन तालिकाएं बनाने के लिए आगे बढ़ेंगे।अपघटन तालिकाएं कुछ यौगिकों को तोड़ने के लिए आवश्यक ऊर्जाओं पर अंतर्दृष्टि देती हैं। 1817 में जोहान अगस्त Arfwedson  ने निर्धारित किया कि उनके कुछ नमूनों में एक और तत्व, लिथियम था;हालांकि, वह घटक को अलग नहीं कर सका।यह 1821 तक नहीं था कि  विलियम थॉमस ब्रैंड  ने इसे एकल करने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग किया।दो साल बाद, उन्होंने लिथियम और लिथियम हाइड्रॉक्साइड का उत्पादन करने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस के साथ लिथियम क्लोराइड और पोटेशियम क्लोराइड का उपयोग करके प्रक्रिया को सुव्यवस्थित किया। हम्फ्री डेवी के शोध के बाद के वर्षों के दौरान, माइकल फैराडे उनके सहायक बन गए।हम्फ्री डेवी इलेक्ट्रोलिसिस कानून  की प्रक्रिया का अध्ययन करते हुए, माइकल फैराडे ने इलेक्ट्रोलिसिस के दो कानूनों की खोज की।

मैक्सवेल और फैराडे के समय के दौरान, चिंताएं आईं विद्युत धन  और  निद्युत  गतिविधियों के लिए। नवंबर 1875 में, पॉल émile Lecoq de Boisbaudran ने गैलियम  हाइड्रॉक्साइड के इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करते हुए गैलियम की खोज की, जो 3.4 & nbsp का उत्पादन करता है; Galium के mg।अगले दिसंबर में, उन्होंने पेरिस में एकेडमी डेस साइंसेज को गैलियम की अपनी खोज प्रस्तुत की। 26 जून, 1886 को, फर्डिनेंड फ्रेडरिक हेनरी मोइसान  ने अंततः एक गैसीय फ्लोरीन शुद्ध तत्व बनाने के लिए  निर्जल  हाइड्रोजन फ्लोराइड पर इलेक्ट्रोलिसिस का प्रदर्शन करने में सहज महसूस किया।इससे पहले कि वह हाइड्रोजन फ्लोराइड का उपयोग करता, हेनरी मोइसान ने इलेक्ट्रोलिसिस के साथ फ्लोराइड लवण का इस्तेमाल किया।इस प्रकार 28 जून, 1886 को, उन्होंने नए तत्व फ्लोरीन की अपनी खोज को दिखाने के लिए एकेडमी डेस साइंसेज के सामने अपना प्रयोग किया। फ्लोराइड लवण के इलेक्ट्रोलिसिस के माध्यम से मौलिक फ्लोरीन को खोजने की कोशिश करते हुए, कई रसायनज्ञों ने पॉलिन लुईत और जेरेम निकलेस सहित कई रसायनज्ञ किए। 1886 में अमेरिका से चार्ल्स मार्टिन हॉल  और फ्रांस से पॉल हेरोल्ट दोनों ने एल्यूमीनियम के इलेक्ट्रोलिसिस के लिए अमेरिकी पेटेंट के लिए दायर किया, जिसमें हेरोल्ट ने मई में, और हॉल में जुलाई में अपना सबमिट किया। हॉल अपने भाई और पारिवारिक सबूतों को पत्रों के माध्यम से साबित करके अपना पेटेंट प्राप्त करने में सक्षम था कि फ्रांसीसी पेटेंट जमा होने से पहले उसकी विधि की खोज की गई थी। यह हॉल-हेरेल्ट प्रक्रिया के रूप में जाना जाने लगा, जिससे कई उद्योगों को लाभ हुआ क्योंकि एल्यूमीनियम की कीमत फिर चार डॉलर से गिरकर तीस सेंट प्रति पाउंड हो गई।

टाइमलाइन

 * 1785 - मार्[[ टिन स वैन मारुम ]] के इलेक्ट्रोस्टैटिक जनरेटर का उपयोग इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करके उनके लवण से टिन,  जस्ता  और  सुरमा  को कम करने के लिए किया गया था।
 * 1800 - विलियम निकोलसन (केमिस्ट) और एंथोनी कार्लिसल (और जोहान रिटर  भी),  हाइड्रोजन  और  ऑक्सीजन  में  पानी  को विघटित कर दिया।
 * 1808 - पोटैशियम  (1807),  सोडियम  (1807),  बेरियम,  कैल्शियम  और  मैग्नीशियम  को इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करके सर हम्फ्री डेवी#नए तत्वों की खोज द्वारा खोजा गया था।
 * 1821 - लिथियम  को अंग्रेजी रसायनज्ञ विलियम थॉमस ब्रैंड द्वारा खोजा गया था, जिन्होंने इसे लिथियम ऑक्साइड के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा प्राप्त किया था।
 * 1834 - माइकल फैराडे ने अपने फैराडे के इलेक्ट्रोलिसिस के नियमों को प्रकाशित किया, उनके लिए एक गणितीय स्पष्टीकरण प्रदान किया, और इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोलाइट, एनोड, कैथोड, एनियन और सेशन जैसी शब्दावली शुरू की।
 * 1875 - पॉल émile Lecoq de Boisbaudran ने इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करके गैलियम की खोज की।
 * 1886 - हेनरी मोइसान  द्वारा इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग करके  एक अधातु तत्त्व  की खोज की गई थी।
 * 1886 - अल्युमीनियम  बनाने के लिए हॉल -हेरोल्ट प्रक्रिया विकसित हुई।
 * 1890 - सोडियम हाइड्रॉक्साइड  बनाने के लिए कैस्टनर -केलेनर प्रक्रिया विकसित हुई।

अवलोकन
इलेक्ट्रोलिसिस इलेक्ट्रोलाइट  के माध्यम से एक प्रत्यक्ष धारा का गुजरता है जो इलेक्ट्रोलाइट और सामग्री के  रासायनिक अपघटन  पर रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उत्पादन करता है।

इलेक्ट्रोलिसिस प्राप्त करने के लिए आवश्यक मुख्य घटक एक इलेक्ट्रोलाइट, इलेक्ट्रोड  और एक बाहरी शक्ति स्रोत हैं।एक विभाजन (जैसे एक  आयन -एक्सचेंज झिल्ली या एक नमक पुल) उत्पादों को विपरीत इलेक्ट्रोड के आसपास के क्षेत्र में फैलाने से रोकने के लिए वैकल्पिक है।

इलेक्ट्रोलाइट एक रासायनिक पदार्थ  है जिसमें आयन होता है और  विद्युत प्रवाह  होता है (जैसे कि एक आयन-कंडक्टिंग बहुलक, समाधान, या एक  आयनिक तरल  यौगिक)।यदि आयन मोबाइल नहीं हैं, जैसा कि अधिकांश ठोस  नमक (रसायन विज्ञान)  में है, तो इलेक्ट्रोलिसिस नहीं हो सकता है।एक तरल इलेक्ट्रोलाइट का उत्पादन किया जाता है:
 * मोबाइल आयनों का उत्पादन करने के लिए एक विलायक  (जैसे पानी) के साथ एक  आयनिक यौगिक  की  सॉल्वेशन  या प्रतिक्रिया
 * एक आयनिक यौगिक हीटिंग द्वारा पिघल गया

इलेक्ट्रोड को एक दूरी से अलग कर दिया जाता है जैसे कि इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से उनके बीच एक वर्तमान बहता है और बिजली स्रोत से जुड़ा होता है जो विद्युत सर्किट  को पूरा करता है।पावर सोर्स द्वारा आपूर्ति की गई एक सीधी धारा इलेक्ट्रोलाइट में आयनों के कारण होने वाली प्रतिक्रिया को संचालित करती है, जो संबंधित रूप से चार्ज किए गए इलेक्ट्रोड की ओर आकर्षित होती है।

धातु, सीसा  और  सेमीकंडक्टर  सामग्री के इलेक्ट्रोड का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।उपयुक्त इलेक्ट्रोड का विकल्प इलेक्ट्रोड और इलेक्ट्रोलाइट और विनिर्माण लागत के बीच रासायनिक प्रतिक्रिया पर निर्भर करता है।ऐतिहासिक रूप से, जब गैर-प्रतिक्रियाशील एनोड्स इलेक्ट्रोलिसिस के लिए वांछित थे, ग्रेफाइट (जिसे फैराडे के समय में प्लंबागो कहा जाता है) या प्लैटिनम को चुना गया था। वे एनोड के लिए कुछ कम से कम प्रतिक्रियाशील सामग्रियों में से कुछ पाए गए।प्लैटिनम अन्य सामग्रियों की तुलना में बहुत धीरे -धीरे मिटता है, और ग्रेफाइट crumbles और जलीय समाधानों में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन कर सकता है, लेकिन अन्यथा प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेता है।कैथोड एक ही सामग्री से बने हो सकते हैं, या वे अधिक प्रतिक्रियाशील से बनाए जा सकते हैं क्योंकि एनोड पहनने के कारण एनोड पहनने से अधिक होता है।

इलेक्ट्रोलिसिस की प्रक्रिया
इलेक्ट्रोलिसिस की प्रमुख प्रक्रिया लागू करंट के कारण इलेक्ट्रॉन ों को हटाने या जोड़कर परमाणुओं और आयनों का इंटरचेंज है।इलेक्ट्रोलिसिस के वांछित उत्पाद अक्सर इलेक्ट्रोलाइट से एक अलग भौतिक स्थिति में होते हैं और इसे यांत्रिक प्रक्रियाओं द्वारा हटाया जा सकता है (उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रोड के ऊपर गैस इकट्ठा करके या इलेक्ट्रोलाइट से बाहर किसी उत्पाद को बाहर निकालकर)।

उत्पादों की मात्रा वर्तमान के लिए आनुपातिक है, और जब दो या अधिक इलेक्ट्रोलाइटिक कोशिकाएं श्रृंखला में एक ही शक्ति स्रोत से जुड़ी होती हैं, तो कोशिकाओं में उत्पादित उत्पाद उनके समकक्ष वजन के आनुपातिक होते हैं।इन्हें फैराडे के इलेक्ट्रोलिसिस के नियमों के रूप में जाना जाता है।

प्रत्येक इलेक्ट्रोड उन आयनों को आकर्षित करता है जो विपरीत विद्युत आवेश  के होते हैं।सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन (उद्धरण) इलेक्ट्रॉन-प्रदान करने वाले (नकारात्मक) कैथोड की ओर बढ़ते हैं।नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए आयन (आयनों) इलेक्ट्रॉन-एक्सट्रैक्टिंग (सकारात्मक) एनोड की ओर बढ़ते हैं।इस प्रक्रिया में इलेक्ट्रॉनों को प्रभावी रूप से कैथोड में एक  अभिकर्मक  के रूप में पेश किया जाता है और एक  उत्पाद (रसायन विज्ञान)  के रूप में एनोड पर हटा दिया जाता है।रसायन विज्ञान में, इलेक्ट्रॉनों के नुकसान को  ऑक्सीकरण  कहा जाता है, जबकि इलेक्ट्रॉन लाभ को  कमी (रसायन विज्ञान)  कहा जाता है।

जब तटस्थ परमाणु या अणु, जैसे कि एक इलेक्ट्रोड की सतह पर, जो इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करते हैं या खो देते हैं, वे आयन बन जाते हैं और इलेक्ट्रोलाइट में भंग हो सकते हैं और अन्य आयनों के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं।

जब आयन इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करते हैं या खो देते हैं और तटस्थ हो जाते हैं, तो वे उन यौगिकों का निर्माण करेंगे जो इलेक्ट्रोलाइट से अलग होते हैं।Cu जैसे सकारात्मक धातु आयनों2+ एक परत में कैथोड पर जमा करें।इसके लिए शर्तें ELECTROPLATING,  इलेक्ट्रोइनिंग  और  बिजली का  हैं।

जब एक आयन तटस्थ हो जाने के बिना इलेक्ट्रॉनों को प्राप्त करता है या खो देता है, तो इसके इलेक्ट्रॉनिक चार्ज को प्रक्रिया में बदल दिया जाता है।

उदाहरण के लिए, क्लोराल्कली प्रक्रिया हाइड्रोजन और क्लोरीन गैसों का उत्पादन करती है जो इलेक्ट्रोलाइट से बुलबुला होती है और एकत्र की जाती है।प्रारंभिक समग्र प्रतिक्रिया इस प्रकार है:
 * 2 NaCl + 2 H2O → 2 NaOH + H2 + सीएल2

क्लोरीन आयनों से क्लोरीन गैस में एनोड पर प्रतिक्रिया होती है:
 * 2 सीएल- → सीएल2 + 2 ई-

कैथोड पर प्रतिक्रिया हाइड्रोजन गैस और हाइड्रॉक्साइड आयनों में होती है:
 * 2 घंटे2ओ + 2 और- → एच2 + 2 ओह -

इलेक्ट्रोड के बीच एक विभाजन के बिना, ओह- कैथोड में उत्पादित आयन पूरे इलेक्ट्रोलाइट में एनोड में फैलने के लिए स्वतंत्र हैं।जैसे कि इलेक्ट्रोलाइट ओएच के उत्पादन के कारण अधिक आधार (रसायन विज्ञान)  हो जाता है-, कम सीएल2 समाधान से उभरता है क्योंकि यह  हाइपोक्लोराइट  का उत्पादन करने वाले हाइड्रॉक्साइड के साथ प्रतिक्रिया करना शुरू करता हैएनोड पर -):


 * सीएल2 + 2 NaOH → NACL + NACLO + H2हे

अधिक अवसर सीएल2 समाधान में NaOH के साथ बातचीत करना है, कम सीएल2 समाधान की सतह पर उभरता है और हाइपोक्लोराइट का उत्पादन तेजी से बढ़ता है।यह समाधान तापमान, समय की मात्रा जैसे कारकों पर निर्भर करता है2 अणु समाधान के संपर्क में है, और NaOH की एकाग्रता है।

इसी तरह, जैसे -जैसे हाइपोक्लोराइट एकाग्रता में बढ़ता है, उनसे क्लोरेट का उत्पादन होता है:


 * 3 नैकलो → नाकलो3 + 2 NaCl

अन्य प्रतिक्रियाएं होती हैं, जैसे कि पानी का स्व-आयोजन और कैथोड में हाइपोक्लोराइट का अपघटन, उत्तरार्द्ध की दर इलेक्ट्रोलाइट के संपर्क में प्रसार  और कैथोड के सतह क्षेत्र जैसे कारकों पर निर्भर करती है।

विघटन क्षमता
अपघटन क्षमता या अपघटन वोल्टेज एक इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के एनोड  और  कैथोड  के बीच न्यूनतम वोल्टेज ( इलेक्ट्रोड क्षमता  में अंतर) को संदर्भित करता है जो इलेक्ट्रोलिसिस के लिए आवश्यक है। वोल्टेज जिस पर इलेक्ट्रोलिसिस थर्मोडायनामिक रूप से पसंद किया जाता है, वह इलेक्ट्रोड क्षमता का अंतर है जैसा कि नर्नस्ट समीकरण का उपयोग करके गणना की जाती है। अति रिक्त वोल्टेज को लागू करना, जिसे ओवरपोटेंशियल के रूप में संदर्भित किया गया है, प्रतिक्रिया की दर को बढ़ा सकता है और अक्सर थर्मोडायनामिक मूल्य से ऊपर की आवश्यकता होती है।यह विशेष रूप से गैसों से जुड़े इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं के लिए आवश्यक है, जैसे ऑक्सीजन, हाइड्रोजन या क्लोरीन ।

ऑक्सीकरण और इलेक्ट्रोड पर कमी
आयनों या तटस्थ अणुओं का ऑक्सीकरण एनोड पर होता है।उदाहरण के लिए, एनोड पर फेरिक आयनों के लिए लौह आयनों को ऑक्सीकरण करना संभव है:
 * Fe$2+$(Aq) → Fe$3+$(aq) + ई-

कैथोड में आयनों या तटस्थ अणुओं का रेडोक्स  होता है।कैथोड में  ferrocyanide  आयनों को  फेरिकाइनाइड  आयनों को कम करना संभव है:
 * Fe (CN)$3- 6$ + ई- → Fe (cn)$4- 6$

तटस्थ अणु भी इलेक्ट्रोड में से किसी एक पर प्रतिक्रिया कर सकते हैं।उदाहरण के लिए: पी-बेंजोक्विनोन को कैथोड में हाइड्रोक्विनोन में कम किया जा सकता है:


 * [[Image:P-Benzochinon.svg|35px]]+ 2 ई-  + 2 एच + → [[Image:Hydrochinon2.svg|90px]]अंतिम उदाहरण में, एच+ आयन (हाइड्रोजन आयन) भी प्रतिक्रिया में भाग लेते हैं और समाधान में एसिड द्वारा, या विलायक (पानी, मेथनॉल, आदि) द्वारा प्रदान किए जाते हैं।एच से जुड़े इलेक्ट्रोलिसिस प्रतिक्रियाएं+ आयन अम्लीय समाधानों में काफी आम हैं।जलीय क्षारीय समाधानों में, ओएच से जुड़ी प्रतिक्रियाएं- (हाइड्रॉक्साइड आयन) आम हैं।

कभी -कभी सॉल्वैंट्स स्वयं (आमतौर पर पानी) इलेक्ट्रोड पर ऑक्सीकरण या कम हो जाते हैं।यहां तक कि गैसों को शामिल करने वाले इलेक्ट्रोलिसिस होना भी संभव है, उदा। गैस प्रसार इलेक्ट्रोड का उपयोग करके।

इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान ऊर्जा परिवर्तन
विद्युत ऊर्जा की मात्रा जिसे जोड़ा जाना चाहिए, प्रतिक्रिया की गिब्स मुक्त ऊर्जा में परिवर्तन के साथ -साथ सिस्टम में नुकसान के बराबर होता है।नुकसान (सिद्धांत रूप में) मनमाने ढंग से शून्य के करीब हो सकता है, इसलिए अधिकतम ऊष्मप्रवैगिकी  दक्षता प्रतिक्रिया के मुक्त ऊर्जा परिवर्तन द्वारा विभाजित थैलेपी परिवर्तन के बराबर होती है।ज्यादातर मामलों में, इलेक्ट्रिक इनपुट प्रतिक्रिया के थैलेपी परिवर्तन से बड़ा होता है, इसलिए कुछ ऊर्जा गर्मी के रूप में जारी की जाती है।कुछ मामलों में, उदाहरण के लिए, उच्च तापमान पर हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में  भाप  के इलेक्ट्रोलिसिस में, विपरीत सच है और गर्मी ऊर्जा अवशोषित होती है।यह गर्मी परिवेश से अवशोषित होती है, और उत्पादित हाइड्रोजन का  उष्णता मान  इलेक्ट्रिक इनपुट से अधिक होता है।

विविधताएं
डीसी से अलग उत्पादों में स्पंदित डीसी  परिणाम।उदाहरण के लिए, पल्सिंग एक जलीय अम्लीय समाधान जैसे पतला सल्फ्यूरिक एसिड के इलेक्ट्रोलिसिस में एनोड पर उत्पादित ऑक्सीजन के  ओजोन  के अनुपात को बढ़ाता है। स्पंदित वर्तमान के साथ इथेनॉल का इलेक्ट्रोलिसिस मुख्य रूप से एक एसिड के बजाय एक एल्डिहाइड विकसित करता है।

संबंधित प्रक्रियाएं
गैल्वेनिक कोशिकाएं और बिजली की बैटरी  एक विद्युत क्षमता उत्पन्न करने के लिए सहज, ऊर्जा-रिलीजिंग रेडॉक्स प्रतिक्रियाओं का उपयोग करती हैं जो उपयोगी शक्ति प्रदान करती है।जब एक इलेक्ट्रिक बैटरी#प्रकार चार्ज किया जाता है, तो इसकी रेडॉक्स प्रतिक्रिया रिवर्स में चलाई जाती है और सिस्टम को इलेक्ट्रोलाइटिक सेल के रूप में माना जा सकता है।

औद्योगिक उपयोग
* एल्यूमीनियम, लिथियम, सोडियम, पोटेशियम, मैग्नीशियम, कैल्शियम और कुछ मामलों में तांबे के इलेक्ट्रोमीनियम।
 * क्लोरीन उत्पादन और सोडियम हाइड्रॉक्साइड, जिसे क्लोरलाल्ली प्रक्रिया कहा जाता है।
 * सोडियम क्लोरेट और  पोटेशियम क्लोरेट  का उत्पादन।
 * इलेक्ट्रोफ्लुओरिनेशन की प्रक्रिया द्वारा  ट्री फ्लुओरो असेटिक अमल  जैसे परफ्लोरिनेटेड कार्बनिक यौगिकों का उत्पादन।
 * ताँबा एक्सट्रैक्शन तकनीक#परिष्कृत तांबे से इलेक्ट्रोफाइनिंग।
 * अंतरिक्ष यान, परमाणु पनडुब्बियों और FCEV  के लिए हाइड्रोजन जैसे ईंधन का उत्पादन।
 * रस्ट#उपचार और पुराने सिक्कों और अन्य धातु वस्तुओं की सफाई।

विनिर्माण प्रक्रियाएं
विनिर्माण में, इलेक्ट्रोलिसिस के लिए उपयोग किया जा सकता है:
 * इलेक्ट्रोप्लेटिंग, जहां धातु की एक पतली फिल्म एक सब्सट्रेट सामग्री पर जमा की जाती है।इलेक्ट्रोप्लेटिंग का उपयोग कई उद्योगों में या तो कार्यात्मक या सजावटी उद्देश्यों के लिए किया जाता है, इन-वाहन निकायों और निकल सिक्कों के रूप में।
 * विद्युत रासायनिक मशीनिंग (ईसीएम), जहां एक इलेक्ट्रोलाइटिक कैथोड का उपयोग एक वर्कपीस से एनोडिक ऑक्सीकरण द्वारा सामग्री को हटाने के लिए एक आकार के उपकरण के रूप में किया जाता है।ईसीएम को अक्सर  बूर (एज)  के लिए एक तकनीक के रूप में या एक स्थायी निशान या लोगो के साथ उपकरण या चाकू जैसे धातु की सतहों के लिए एक तकनीक के रूप में उपयोग किया जाता है।

समाधान इलेक्ट्रोलिसिस में आधी प्रतिक्रियाओं का मुकाबला करना
अक्रिय प्लैटिनम इलेक्ट्रोड युक्त एक सेल का उपयोग करते हुए, कुछ लवणों के जलीय समाधानों के इलेक्ट्रोलिसिस से उद्धरणों की कमी होती है (जैसे कि धातु के जमाव के साथ, उदाहरण के लिए, जस्ता लवण) और आयनों के ऑक्सीकरण (जैसे कि ब्रोमाइड के साथ ब्रोमिन का विकास)।हालांकि, कुछ धातुओं (जैसे सोडियम) के लवण के साथ कैथोड में हाइड्रोजन विकसित किया जाता है, और कुछ आयनों वाले लवण के लिए (जैसे सल्फेट ) एनोड पर ऑक्सीजन विकसित की जाती है।दोनों ही मामलों में, यह पानी को कम करने के लिए हाइड्रोजन बनाने या ऑक्सीजन बनाने के लिए ऑक्सीकरण करने के कारण होता है। सिद्धांत रूप में, एक नमक समाधान को इलेक्ट्रोलाइज़ करने के लिए आवश्यक वोल्टेज को एनोड और कैथोड पर प्रतिक्रियाओं के लिए मानक इलेक्ट्रोड क्षमता  से प्राप्त किया जा सकता है।मानक इलेक्ट्रोड क्षमता प्रत्येक इलेक्ट्रोड पर प्रतिक्रियाओं के लिए सीधे गिब्स फ्री एनर्जी, isg से संबंधित है, और बिना किसी प्रवाह के एक इलेक्ट्रोड को संदर्भित करता है। मानक इलेक्ट्रोड क्षमता की तालिका  से एक अर्क नीचे दिखाया गया है।


 * {| class="wikitable"

! Half-reaction ! E° (V) ! Ref. इलेक्ट्रोलिसिस के संदर्भ में, इस तालिका की व्याख्या निम्नानुसार की जानी चाहिए:
 * Na+ + e− Na(s)
 * −2.71 ||
 * Zn2+ + 2 e− Zn(s)
 * −0.7618 ||
 * 2 H+ + 2 e− H2(g)
 * ≡ 0||
 * Br2(aq) + 2 e− 2 Br−
 * +1.0873 ||
 * O2(g) + 4 H+ + 4 e− 2 H2O
 * +1.23 ||
 * Cl2(g) + 2 e− 2 Cl−
 * +1.36 ||
 * + 2 e− 2
 * +2.07 ||
 * }
 * Cl2(g) + 2 e− 2 Cl−
 * +1.36 ||
 * + 2 e− 2
 * +2.07 ||
 * }
 * +2.07 ||
 * }


 * तालिका के नीचे जाना, ई ° अधिक सकारात्मक हो जाता है, और बाईं ओर प्रजातियों को कम होने की संभावना अधिक होती है: उदाहरण के लिए, जस्ता आयनों को सोडियम आयन की तुलना में जिंक धातु में कम होने की संभावना अधिक होती है, सोडियम धातु में कम होने की संभावना है।
 * तालिका को आगे बढ़ाते हुए, ई ° अधिक नकारात्मक हो जाता है, और दाईं ओर प्रजातियों को ऑक्सीकरण करने की अधिक संभावना होती है: उदाहरण के लिए, सोडियम धातु को सोडियम आयनों के लिए ऑक्सीकरण होने की संभावना है, जस्ता धातु की तुलना में जस्ता आयनों के लिए ऑक्सीकरण किया जाना है।

Nernst समीकरण का उपयोग करके इलेक्ट्रोड क्षमता की गणना आयनों, तापमान और शामिल इलेक्ट्रॉनों की एक विशिष्ट एकाग्रता के लिए की जा सकती है।शुद्ध पानी के लिए (ph & nbsp; 7): एक समान तरीके से गणना की गई तुलनात्मक आंकड़े, 1 & nbsp; m जस्ता ब्रोमाइड, ZNBR के लिए2, Zn धातु में कमी के लिए −0.76 & nbsp; v हैं और ब्रोमीन का उत्पादन करने वाले ऑक्सीकरण के लिए +1.10 & nbsp; v। इन आंकड़ों से निष्कर्ष यह है कि पानी के इलेक्ट्रोलिसिस से एनोड पर कैथोड और ऑक्सीजन पर हाइड्रोजन का उत्पादन किया जाना चाहिए - जो कि प्रयोगात्मक अवलोकन के साथ विचरण पर है कि जिंक धातु जमा है और ब्रोमीन का उत्पादन किया जाता है। स्पष्टीकरण यह है कि ये गणना की गई क्षमता केवल थर्मोडायनामिक रूप से पसंदीदा प्रतिक्रिया को इंगित करती है।व्यवहार में, कई अन्य कारकों को ध्यान में रखा जाना चाहिए जैसे कि कुछ प्रतिक्रिया कदमों के कैनेटीक्स शामिल हैं।इन कारकों का एक साथ मतलब है कि भविष्यवाणी की तुलना में पानी की कमी और ऑक्सीकरण के लिए एक उच्च क्षमता की आवश्यकता होती है, और इन्हें ओवरपोटेंशियल कहा जाता है।प्रयोगात्मक रूप से यह ज्ञात है कि ओवरपोटेंशियल सेल के डिजाइन और इलेक्ट्रोड की प्रकृति पर निर्भर करता है।
 * कमी उत्पादन हाइड्रोजन के लिए इलेक्ट्रोड क्षमता −0.41 & nbsp; v है,
 * ऑक्सीकरण के उत्पादन के लिए इलेक्ट्रोड क्षमता ऑक्सीजन का उत्पादन +0.82 & nbsp; v है।

एक तटस्थ (ph & nbsp; 7) सोडियम क्लोराइड  समाधान के इलेक्ट्रोलिसिस के लिए, सोडियम आयन की कमी थर्मोडायनामिक रूप से बहुत मुश्किल होती है और पानी को कम किया जाता है जो हाइड्रोजन को  हाइड्रॉक्साइड आयन ों को छोड़कर विकसित होता है।एनोड पर क्लोरीन के ऑक्सीकरण को पानी के ऑक्सीकरण के बजाय देखा जाता है क्योंकि क्लोरीन से क्लोरीन के ऑक्सीकरण के लिए ओवरपोटेंशियल ऑक्सीजन के लिए पानी के ऑक्सीकरण के लिए ओवरपोटेंशियल से कम होता है।हाइड्रॉक्साइड आयनों और भंग क्लोरीन गैस  हाइपोक्लोरस तेजाब  बनाने के लिए आगे प्रतिक्रिया करते हैं।इस प्रक्रिया से उत्पन्न जलीय समाधानों को  इलेक्ट्रोलाइज्ड पानी  कहा जाता है और इसका उपयोग एक कीटाणुनाशक और सफाई एजेंट के रूप में किया जाता है।

कार्बन डाइऑक्साइड का इलेक्ट्रोलिसिस
कार्बन डाइऑक्साइड का इलेक्ट्रोकेमिकल कमी या इलेक्ट्रोकैटलिटिक रूपांतरण | सह |2मूल्य वर्धित रसायन जैसे मीथेन,  ईथीलीन ,  इथेनॉल , आदि का उत्पादन कर सकते हैं।   कार्बन डाइऑक्साइड का इलेक्ट्रोलिसिस फॉर्मेट या कार्बन मोनोऑक्साइड देता है, लेकिन कभी -कभी एथिलीन जैसे अधिक विस्तृत कार्बनिक यौगिक। यह तकनीक कार्बनिक यौगिकों के लिए कार्बन-तटस्थ मार्ग के रूप में अनुसंधान के अधीन है।

अम्लीय पानी का इलेक्ट्रोलिसिस
पानी का इलेक्ट्रोलिसिस क्रमशः 2 से 1 के अनुपात में हाइड्रोजन और ऑक्सीजन का उत्पादन करता है।
 * 2 घंटे2O(l) → 2 घंटे2(g) + ओ2(g) E ° = +1.229 & nbsp; v

पानी के इलेक्ट्रोलिसिस की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता  व्यापक रूप से भिन्न होती है।एक इलेक्ट्रोलाइज़र की दक्षता इनपुट विद्युत ऊर्जा के साथ तुलना में हाइड्रोजन में निहित थैलेपी (ऑक्सीजन या कुछ अन्य बाद की प्रतिक्रिया के साथ दहन से गुजरने के लिए) का एक उपाय है।हाइड्रोजन के लिए हीट/थैलेपी मान विज्ञान और इंजीनियरिंग ग्रंथों में अच्छी तरह से प्रकाशित होते हैं, 144 & nbsp; mj/kg के रूप में।ध्यान दें कि ईंधन कोशिकाएं (इलेक्ट्रोलाइजर्स नहीं) गर्मी/थैलेपी की इस पूरी मात्रा का उपयोग नहीं कर सकती हैं, जिससे दोनों प्रकार की प्रौद्योगिकी के लिए दक्षता मूल्यों की गणना करते समय कुछ भ्रम पैदा हुआ है।प्रतिक्रिया में, कुछ ऊर्जा गर्मी के रूप में खो जाती है।कुछ रिपोर्ट क्षारीय इलेक्ट्रोलाइजर्स के लिए 50% और 70% के बीच क्षमता को उद्धृत करती हैं;हालांकि, बहुत अधिक व्यावहारिक क्षमता  बहुलक इलेक्ट्रोलाइट झिल्ली इलेक्ट्रोलिस िस और उत्प्रेरक प्रौद्योगिकी के उपयोग के साथ उपलब्ध हैं, जैसे कि 95% दक्षता। 2006 में राष्ट्रीय अक्षय ऊर्जा प्रयोगशाला का अनुमान है कि 1 & nbsp; हाइड्रोजन का किलो (लगभग 3 & nbsp; kg, या 4 लीटर, ऊर्जा की शर्तों में पेट्रोलियम के बराबर) का उत्पादन किया जा सकता है।लंबी अवधि में। दुनिया भर में उत्पादित हाइड्रोजन गैस का लगभग 4% इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा उत्पन्न होता है, और आमतौर पर ऑनसाइट का उपयोग किया जाता है।हाइड्रोजन का उपयोग हैबर प्रक्रिया  के माध्यम से उर्वरक के लिए अमोनिया के निर्माण के लिए किया जाता है, और भारी पेट्रोलियम स्रोतों को  हाइड्रोक्रैकिंग  के माध्यम से हल्के अंशों में परिवर्तित किया जाता है।हाल ही में,  हाइड्रोजन वाहन ों में हाइड्रोजन ईंधन-कोशिकाओं के लिए हाइड्रोजन को पकड़ने के लिए ऑनसाइट इलेक्ट्रोलिसिस का उपयोग किया गया है।

कार्बन/हाइड्रोकार्बन असिस्टेड वाटर इलेक्ट्रोलिसिस
हाल ही में, ऊर्जा इनपुट को कम करने के लिए, कार्बन ( कोयला ), अल्कोहल (रसायन विज्ञान) एस (हाइड्रोकार्बन समाधान), और कार्बनिक समाधान ( ग्लिसरॉल, फॉर्मिक एसिड, इथाइलीन ग्लाइकॉल , आदि) का उपयोग पानी के सह-इलेक्ट्रोलिसिस के साथ प्रस्तावित किया गया हैएक व्यवहार्य विकल्प के रूप में।  हाइड्रोजन पीढ़ी के लिए कार्बन/हाइड्रोकार्बन असिस्टेड वाटर इलेक्ट्रोलिसिस (तथाकथित CAWE) प्रक्रिया एक एकल  विद्युत  रिएक्टर में इस ऑपरेशन का प्रदर्शन करेगी।इस प्रणाली ऊर्जा संतुलन को कार्बन या हाइड्रोकार्बन की रासायनिक ऊर्जा से 60% के साथ केवल 40% इलेक्ट्रिक इनपुट की आवश्यकता हो सकती है। यह प्रक्रिया ठोस कोयला/कार्बन कणों या पाउडर का उपयोग करती है क्योंकि ईंधन को स्लरी के रूप में एसिड/क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट में फैलाया जाता है और कार्बन समग्र समग्र प्रतिक्रियाओं के बाद इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रिया में स्रोत सह-सहायता प्राप्त होता है:
 * कार्बन/कोयला घोल (C + 2H2O) → क्या2 +2 E ′ = 0.21 & nbsp; v (प्रतिवर्ती वोल्टेज) / e and = 0.46 & nbsp; v (थर्मो-न्यूट्रल वोल्टेज)

या


 * कार्बन/कोयला घोल (सी + एच)2O) → CO + H2 E ′ = 0.52 & nbsp; v (प्रतिवर्ती वोल्टेज) / e ′ = 0.91 & nbsp; v (थर्मो-न्यूट्रल वोल्टेज)

इस प्रकार, यह CAWE दृष्टिकोण यह है कि वास्तविक सेल ओवरपोटेंशियल को 1.0 & nbsp; v से कम किया जा सकता है, जबकि पारंपरिक जल इलेक्ट्रोलिसिस के लिए 1.5 & nbsp; v की तुलना में।

इलेक्ट्रोक्रिस्टलाइज़ेशन
इलेक्ट्रोलिसिस के एक विशेष अनुप्रयोग में ऑक्सीकरण या कम प्रजातियों से इलेक्ट्रोड में से एक पर प्रवाहकीय क्रिस्टल का विकास शामिल होता है जो सीटू में उत्पन्न होते हैं।तकनीक का उपयोग कम-आयामी विद्युत कंडक्टरों के एकल क्रिस्टल को प्राप्त करने के लिए किया गया है, जैसे कि चार्ज-ट्रांसफर नमक  और  रैखिक श्रृंखला यौगिक

लौह अयस्क का इलेक्ट्रोलिसिस
लौह अयस्क से स्टील के उत्पादन की वर्तमान विधि बहुत कार्बन गहन है, जो कि सीओ के प्रत्यक्ष रिलीज के लिए है2 विस्फोट की भट्ठी में।जर्मनी में स्टील बनाने के एक अध्ययन में पाया गया कि 1 टन स्टील का उत्पादन 2.1 टन ग्लोबल वार्मिंग क्षमता उत्सर्जित करता है।2ई 22% के साथ विस्फोट फर्नेस से प्रत्यक्ष उत्सर्जन है। 2022 तक, स्टील का उत्पादन 7 से 9% वैश्विक उत्सर्जन में योगदान देता है। लोहे का इलेक्ट्रोलिसिस प्रत्यक्ष उत्सर्जन को समाप्त कर सकता है और यदि बिजली हरित ऊर्जा से बिजली बनाई जाती है तो उत्सर्जन को और कम कर सकता है।

लोहे के छोटे पैमाने पर इलेक्ट्रोलिसिस को पिघले हुए ऑक्साइड  लवण में इसे भंग करके और एक प्लैटिनम एनोड का उपयोग करके सफलतापूर्वक सूचित किया गया है। ऑक्सीजन आयनों एनोड पर ऑक्सीजन गैस और इलेक्ट्रॉनों का निर्माण करते हैं।लोहे के उद्धरण इलेक्ट्रॉनों का सेवन करते हैं और कैथोड में लोहे की धातु बनाते हैं।इस विधि को 1550 डिग्री सेल्सियस का तापमान किया गया था जो प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती प्रस्तुत करता है।विशेष रूप से, एनोड संक्षारण इन तापमानों पर एक चिंता का विषय है।

इसके अतिरिक्त, क्षारीय पानी में इसे भंग करके लोहे के ऑक्साइड के कम तापमान में कमी की सूचना दी गई है। तापमान 114 डिग्री सेल्सियस पर पारंपरिक लोहे के उत्पादन की तुलना में बहुत कम है।कम तापमान भी उच्च वर्तमान क्षमता के साथ सहसंबंधित होता है, जिसमें 95% की दक्षता की सूचना दी जाती है।जबकि ये विधियां आशाजनक हैं, वे ब्लास्ट फर्नेस आयरन कम की कीमत को ध्यान में रखते हुए पैमाने की बड़ी अर्थव्यवस्थाओं के कारण प्रतिस्पर्धी होने के लिए संघर्ष करते हैं।

यह भी देखें

 * क्षारीय जल इलेक्ट्रोलिसिस
 * कास्टनर -केलेनर प्रक्रिया
 * इलेक्ट्रोलाइटिक सेल
 * इलेक्ट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग
 * इलेक्ट्रोलिसिस का फैराडे का नियम
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