Electrolysis of water
ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಮೂಲಕ ನೀರನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕ () ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ () ಅನಿಲಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಲು ವಿದ್ಯುತ್ತನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಈ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಇಂಧನವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಮಿಶ್ರಣವು ಅತ್ಯಂತ ಸ್ಫೋಟಕವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಅದನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕದಿಂದ ದೂರವಿಡಬೇಕು. ಅನುಕೂಲಕರವಾದ 'ಟ್ಯಾಂಕುಗಳು' ಅಥವಾ 'ಅನಿಲ ಬಾಟಲಿಗಳು' ಆಗಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿ ಒತ್ತಡಕ್ಕೊಳಗಾದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಆಕ್ಸಿಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬೆಸುಗೆ ಮತ್ತು ಇತರ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಬಳಸಬಹುದು, ಏಕೆಂದರೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್/ಆಮ್ಲಜನಕದ ಜ್ವಾಲೆಯು ಸುಮಾರು 2,800 °ಸಿ ತಲುಪಬಹುದು. ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಗೆ ಕನಿಷ್ಠ 1.23 ವೋಲ್ಟ್ಗಳ ಸಂಭಾವ್ಯ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ ಆ ವೋಲ್ಟೇಜ್ನಲ್ಲಿ ಬಾಹ್ಯ ಶಾಖವೂ ಸಹ ಅಗತ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 1.5 ವೋಲ್ಟ್ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ಪಳೆಯುಳಿಕೆ ಇಂಧನಗಳಿಂದ ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದಾದ್ದರಿಂದ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ಅಪರೂಪವಾಗಿದೆ. 1789ರಲ್ಲಿ, ಜಾನ್ ರುಡಾಲ್ಫ್ ಡೀಮನ್ ಮತ್ತು ಆಡ್ರಿಯಾನ್ ಪೇಟ್ಸ್ ವ್ಯಾನ್ ಟ್ರೂಸ್ಟ್ವಿಜ್ಕ್ ಅವರು ಸ್ಥಿರವಿದ್ಯುತ್ ಯಂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಿ ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿಯನ್ನು ತಯಾರಿಸಿದರು, ಇದನ್ನು ಗೋಲ್ಡನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ಗಳ ಮೇಲೆ ಲೇಡೆನ್ ಜಾರ್ನಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಲಾಯಿತು. 1800 ರಲ್ಲಿ ಅಲೆಸ್ಸಾಂಡ್ರೋ ವೋಲ್ಟಾ ವೋಲ್ಟಾಯಿಕ್ ರಾಶಿಯನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದನು, ಕೆಲವು ವಾರಗಳ ನಂತರ ಇಂಗ್ಲಿಷ್ ವಿಜ್ಞಾನಿಗಳಾದ ವಿಲಿಯಂ ನಿಕೋಲ್ಸನ್ ಮತ್ತು ಆಂಥೋನಿ ಕಾರ್ಲಿಸ್ಲೆ ನೀರನ್ನು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ ಮಾಡಲು ಇದನ್ನು ಬಳಸಿದರು. 1806ರಲ್ಲಿ ಹಂಫ್ರಿ ಡೇವಿ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸಿದ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಪ್ರಯೋಗಗಳ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಿ, ಕರಗಿದ ವಾತಾವರಣದ ಸಾರಜನಕದಿಂದ ಆನೋಡ್ನಲ್ಲಿ ನೈಟ್ರಿಕ್ ಆಮ್ಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ತೀರ್ಮಾನಿಸಿದರು. ಅವರು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಬ್ಯಾಟರಿ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಚಿನ್ನದ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಕೋನ್ಗಳಂತಹ ಹಡಗುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದರು, ಅದು ಒದ್ದೆಯಾದ ಕಲ್ನಾರಿನ ಸೇತುವೆಯಂತೆ ದ್ವಿಗುಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಝೆನೋಬ್ ಗ್ರಾಮ್ 1869 ರಲ್ಲಿ ಗ್ರಾಮ್ ಯಂತ್ರವನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿದನು, ಇದು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಅಗ್ಗದ ವಿಧಾನವನ್ನಾಗಿ ಮಾಡಿತು. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಮೂಲಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ವಿಧಾನವನ್ನು 1888ರಲ್ಲಿ ಡಿಮಿಟ್ರಿ ಲಾಚಿನೋವ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಡಿಸಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯ ಮೂಲವನ್ನು ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗಿರುವ ಎರಡು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು ಅಥವಾ ಎರಡು ಫಲಕಗಳಿಗೆ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪ್ಲಾಟಿನಂ ಅಥವಾ ಇರಿಡಿಯಂನಂತಹ ಜಡ ಲೋಹದಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ) ಸಂಪರ್ಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಲ್ಲಿ (ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳು ನೀರನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಸ್ಥಳದಲ್ಲಿ) ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕವು ಆನೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಆದರ್ಶ ಫ್ಯಾರಡೈಕ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಊಹಿಸಿಕೊಂಡರೆ, ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪ್ರಮಾಣವು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಪ್ರಮಾಣಕ್ಕಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎರಡೂ ದ್ರಾವಣವು ನಡೆಸುವ ಒಟ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ಚಾರ್ಜ್ಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅನೇಕ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕ ಅಡ್ಡ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ, ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಮತ್ತು ಆದರ್ಶ ಫ್ಯಾರಡೈಕ್ ದಕ್ಷತೆಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಶುದ್ಧ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಗೆ ವಿವಿಧ ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಅಡೆತಡೆಗಳನ್ನು ನಿವಾರಿಸಲು ಅತಿಯಾದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ರೂಪದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಶಕ್ತಿಯಿಲ್ಲದೆ, ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ನಿಧಾನವಾಗಿ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಸಂಭವಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಇದು ಭಾಗಶಃ ನೀರಿನ ಸೀಮಿತ ಸ್ವಯಂ-ಅಯಾನೀಕರಣದ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿದೆ. ಶುದ್ಧ ನೀರು ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿಗಿಂತ ಸುಮಾರು ಒಂದು ದಶಲಕ್ಷದಷ್ಟು ವಿದ್ಯುತ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಅನೇಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ಕೋಶಗಳು ಅಗತ್ಯವಾದ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಾಜಕಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದಿಲ್ಲ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಉಪ್ಪು, ಆಮ್ಲ ಅಥವಾ ಕ್ಷಾರ) ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಾಜಕಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಮೀಕರಣಗಳು ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಶುದ್ಧ ನೀರಿನಲ್ಲಿ, ಕಡಿತ ಕ್ರಿಯೆಯು ನಡೆಯುತ್ತದೆ, ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಿಂದ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು (e−) ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳಿಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ನೀಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ ಆನೋಡ್ನಲ್ಲಿ, ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ, ಆಮ್ಲಜನಕ ಅನಿಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್ ಅನ್ನು ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸಲು ಆನೋಡ್ಗೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಅರ್ಧ-ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು, ಕಡಿತ ಮತ್ತು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ, ಸಮತೋಲಿತ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಜೋಡಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಪ್ರತಿ ಅರ್ಧ-ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸಮತೋಲನಗೊಳಿಸಲು, ನೀರು ಆಮ್ಲೀಯವಾಗಿರಬೇಕು ಅಥವಾ ಕ್ಷಾರೀಯವಾಗಿರಬೇಕು. ಆಮ್ಲದ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಸಮೀಕರಣಗಳು ಹೀಗಿವೆಃ ತಳದ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ, ಸಮೀಕರಣಗಳು ಹೀಗಿವೆಃ ಎರಡೂ ಅರ್ಧ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಜೋಡಿಯನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವುದರಿಂದ ನೀರಿನ ಒಟ್ಟಾರೆ ವಿಭಜನೆಯು ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಆಗಿ ದೊರೆಯುತ್ತದೆಃ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕಗಳೆರಡೂ ಡಯಾಟಮಿಕ್ ಅಣುಗಳು ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಅಣುಗಳು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಪರಮಾಣುಗಳಿಗಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಎಂಬ ಅಂಶಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ, ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಅಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯನ್ನು ದ್ವಿಗುಣಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಎರಡೂ ಅನಿಲಗಳಿಗೆ ಸಮಾನ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡವನ್ನು ಊಹಿಸಿದರೆ, ಪರಿಮಾಣವು ಮೋಲುಗಳಿಗೆ ಅನುಪಾತದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕ ಅನಿಲವಾಗಿ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ಮೂಲಕ ಹರಡುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗಿಂತ ಎರಡು ಪಟ್ಟು ಮತ್ತು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಆಮ್ಲಜನಕ ಅಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಗಿಂತ ನಾಲ್ಕು ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಉಷ್ಣಬಲವಿಜ್ಞಾನವು ಪ್ರಮಾಣಿತ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ಶುದ್ಧ ನೀರಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ವಿಭಜನೆಯು ಉಷ್ಣಬಲದ ಪರಿಭಾಷೆಯಲ್ಲಿ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿಲ್ಲ. ಹೀಗಾಗಿ, ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಕೋಶದ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು (ಇಸೆಲ್ = ಇಯೋಕ್ಯಾಥೋಡ್-ಇಯಾನೋಡ್) 25°Cಯಲ್ಲಿ pH 0ಯಲ್ಲಿ ([H +] = 1 M) − 1.229 V ಆಗಿರುತ್ತದೆ. 25°C ನಲ್ಲಿ pH 7 ([H +] = 1M) ನೊಂದಿಗೆ, ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ನೆರ್ನ್ಸ್ಟ್ ಸಮೀಕರಣದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ಬದಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ಸೆಲ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ಅನ್ನು ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್-ಸ್ಟೇಟ್ ಫ್ರೀ ಎನರ್ಜಿ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳಿಂದ αG° ಅನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲು ಮತ್ತು ನಂತರ ಸಮೀಕರಣವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಪಡೆಯಬಹುದುಃ αG° = −nFE° (ಇಲ್ಲಿ E° ಎಂಬುದು ಸೆಲ್ ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ಮತ್ತು F ಎಂಬುದು ಫ್ಯಾರಡೆ ಸ್ಥಿರಾಂಕ, ಅಂದರೆ. 96, 485.3321233 C/mol). ಎರಡು ನೀರಿನ ಅಣುಗಳಿಗೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಎರಡು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಣುಗಳು ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, n = 4, ಮತ್ತು δG° = 474.48 kJ/2 mol (ನೀರು) = 237.24 kJ/mol (ನೀರು) δS° = 163 J/K mol (ನೀರು) δH° = 571.66 kJ/2 mol (ನೀರು) = 285.83 kJ/mol (ನೀರು) ಮತ್ತು 141.86 kJ/g (H2). ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪ್ರತ್ಯೇಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಸಮತೋಲನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳಿಗೆ ಚಟುವಟಿಕೆಯ ಗುಣಾಂಕಗಳನ್ನು ಗಣನೆಗೆ ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳಲು ತಿದ್ದುಪಡಿಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕವಾಗಿ ಒಂದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೋಶವನ್ನು ಸಮಂಜಸವಾದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪೂರ್ಣಗೊಳಿಸುವ ಕಡೆಗೆ "ಚಾಲಿತ" ಮಾಡಿದಾಗ, ಅದನ್ನು ಚಲನಶೀಲವಾಗಿ ನಿಯಂತ್ರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಸಕ್ರಿಯಗೊಳಿಸುವ ಶಕ್ತಿ, ಅಯಾನು ಚಲನಶೀಲತೆ (ಪ್ರಸರಣ) ಮತ್ತು ಸಾಂದ್ರತೆ, ತಂತಿ ಪ್ರತಿರೋಧ, ಗುಳ್ಳೆ ರಚನೆ (ಬ್ಲಾಕ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಡ್ ಪ್ರದೇಶ) ಮತ್ತು ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಸೇರಿದಂತೆ ಮೇಲ್ಮೈ ಅಡಚಣೆಯನ್ನು ಜಯಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಅಗತ್ಯವಾದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚಳದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಅತಿಯಾದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಶುದ್ಧ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನವು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಲ್ಲಿ H + ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ/ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆನೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ (OH−) ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ/ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ನೀರಿಗೆ ಪಿಹೆಚ್ ಸೂಚಕವನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಇದನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸಬಹುದುಃ ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಬಳಿಯ ನೀರು ಕ್ಷಾರೀಯವಾಗಿದ್ದರೆ, ಆನೋಡ್ ಬಳಿಯ ನೀರು ಆಮ್ಲೀಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಆನೋಡ್ ಅನ್ನು ಸಮೀಪಿಸುವ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ಗಳು OH-ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಹೈಡ್ರೋನಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ (H3O +) ಸೇರಿ ನೀರನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಕ್ಯಾಥೋಡ್ಅನ್ನು ಸಮೀಪಿಸುವ ಧನಾತ್ಮಕ ಹೈಡ್ರೋನಿಯಂ ಅಯಾನುಗಳು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಋಣಾತ್ಮಕ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ ಸೇರಿ ನೀರನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಕೆಲವು ಹೈಡ್ರೋನಿಯಮ್ಗಳು/ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅಯಾನುಗಳು ಕ್ಯಾಥೋಡ್/ಆನೋಡ್ ಅನ್ನು ತಲುಪುತ್ತವೆ. ಇದು ಎರಡೂ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಲ್ಲಿ ಅತಿಯಾದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡಬಹುದು. ಶುದ್ಧ ನೀರು ಅರೆವಾಹಕಗಳಂತೆಯೇ ಚಾರ್ಜ್ ವಾಹಕ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಇದು ಕೋಣೆಯ ಉಷ್ಣಾಂಶದಲ್ಲಿ ಕಡಿಮೆ ಸ್ವಯಂ ಅಯಾನೀಕರಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ, Kw = 1 × 10−14 ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಶುದ್ಧ ನೀರು ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹವನ್ನು ಕಳಪೆಯಾಗಿ ನಡೆಸುತ್ತದೆ, 0.055 μS·cm−1. ನೀರಿನ ಸ್ವಯಂ ಅಯಾನೀಕರಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ದೊಡ್ಡ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಅನ್ವಯಿಸದಿದ್ದರೆ, ಶುದ್ಧ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ನಿಧಾನವಾಗಿ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ, ಒಟ್ಟಾರೆ ವಾಹಕತೆಯಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಜಲೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವು ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಗಣನೀಯವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವು ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ಅಯಾನುಗಳಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡುತ್ತದೆ; ಅಯಾನುಗಳು ಆನೋಡ್ ಕಡೆಗೆ ಧಾವಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅಲ್ಲಿ ಧನಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ H + ರಚನೆಯನ್ನು ತಟಸ್ಥಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ; ಅಂತೆಯೇ, ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಕಡೆಗೆ ಧಾವಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅಲ್ಲಿ ಋಣಾತ್ಮಕ ಆವೇಶದ OH-ರಚನೆಯನ್ನು ತಟಸ್ಥಗೊಳಿಸುತ್ತವೆ. ಇದು ನಿರಂತರ ವಿದ್ಯುತ್ ಹರಿವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ಅಯಾನುಗಳು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಅನ್ನು ಬಿಟ್ಟುಕೊಡಲು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಅಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ ಸ್ಪರ್ಧಿಸುತ್ತವೆ. ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣಿತ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ಅಯಾನು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ಬದಲಿಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಯಾವುದೇ ಆಮ್ಲಜನಕ ಅನಿಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಅಂತೆಯೇ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಮಾಣಿತ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಕ್ಯಾಟಯಾನ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬದಲಿಗೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ವಿವಿಧ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳು H + ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳಾಗಿ ಬಳಸಲು ಸೂಕ್ತವಾಗಿವೆಃ Li +, Rb +, K +, Cs +, BA2 +, Sr2 +, Ca2 +, Na +, ಮತ್ತು Mg2 +. ಸೋಡಿಯಂ ಮತ್ತು ಲಿಥಿಯಂ ಸಾಮಾನ್ಯ ಆಯ್ಕೆಗಳಾಗಿವೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಅವು ಅಗ್ಗದ, ಕರಗುವ ಲವಣಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಒಂದು ಆಮ್ಲವನ್ನು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸಿದರೆ, ಕ್ಯಾಟಯಾನ್ H + ಆಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನೀರನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸುವುದರಿಂದ H + ಗೆ ಯಾವುದೇ ಪ್ರತಿಸ್ಪರ್ಧಿ ಸೃಷ್ಟಿಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಅಯಾನು ಸಲ್ಫೇಟ್ (α) ಆಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಇದನ್ನು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಿಸುವುದು ಕಷ್ಟ. ಈ ಅಯಾನು ಪೆರಾಕ್ಸೈಡಿಸಲ್ಫೇಟ್ ಅಯಾನುಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುವ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು + 2.010 ವೋಲ್ಟ್ ಆಗಿದೆ. ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಎಚ್2ಎಸ್ಒ4) ನಂತಹ ಬಲವಾದ ಆಮ್ಲಗಳು ಮತ್ತು ಪೊಟ್ಯಾಸಿಯಮ್ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ (ಕೆಒಹೆಚ್) ಮತ್ತು ಸೋಡಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ (ಎನ್ಎಒಹೆಚ್) ನಂತಹ ಬಲವಾದ ಬೇಸ್ಗಳು ಅವುಗಳ ಬಲವಾದ ವಾಹಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳಿಂದಾಗಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳಾಗಿ ಸಾಮಾನ್ಯ ಆಯ್ಕೆಗಳಾಗಿವೆ. ನಾಫಿಯಾನ್ನಂತಹ ಘನ ಪಾಲಿಮರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಮೆಂಬರೇನ್ನ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಸೂಕ್ತವಾದ ವೇಗವರ್ಧಕದೊಂದಿಗೆ ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ 1.5 ವೋಲ್ಟ್ಗಳಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನವನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು. ಹಲವಾರು ವಾಣಿಜ್ಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು ಘನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಶುದ್ಧ ನೀರಿನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್-ಮುಕ್ತ ಶುದ್ಧ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಆಳವಾದ ಉಪ-ಡೈಬೈ-ಉದ್ದದ ನ್ಯಾನೊಗ್ಯಾಪ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೋಶಗಳ ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾಗಿದೆ. ಕ್ಯಾಥೋಡ್ ಮತ್ತು ಆನೋಡ್ ನಡುವಿನ ಅಂತರವು ಡೆಬೈ-ಉದ್ದಕ್ಕಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದ್ದರೆ (ಶುದ್ಧ ನೀರಿನಲ್ಲಿ 1 ಮೈಕ್ರಾನ್, ಬಟ್ಟಿ ಇಳಿಸಿದ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 220 ಎನ್ಎಂ), ಎರಡು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಂದ ಎರಡು ಪದರದ ಪ್ರದೇಶಗಳು ಅತಿಕ್ರಮಿಸಬಹುದು, ಇದು ಇಡೀ ಅಂತರದಾದ್ಯಂತ ಏಕರೂಪವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ವಿತರಿಸಲು ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ಹೆಚ್ಚಿನ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷೇತ್ರವು ಅಯಾನು ಸಾಗಣೆಯನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ (ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ವಲಸೆಯ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ), ಸ್ವಯಂ-ಅಯಾನೀಕರಣವನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಮುಂದುವರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎರಡು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ನಡುವೆ ಕಡಿಮೆ ಪ್ರತಿರೋಧವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಎರಡು ಅರ್ಧ-ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಜೋಡಿಯಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ವರ್ಗಾವಣೆ ಹಂತಗಳಿಂದ ಸೀಮಿತವಾಗಿರುತ್ತವೆ (ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಪ್ರವಾಹವು ಕಡಿಮೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರದ ದೂರದಲ್ಲಿ ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಆಗುತ್ತದೆ). ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ಸುತ್ತಲಿನ ಸಮುದ್ರದ ನೀರು ಉಪ್ಪು ಮತ್ತು ಇತರ ಕಲ್ಮಶಗಳ ಉಪಸ್ಥಿತಿಯಿಂದಾಗಿ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಒಡ್ಡುತ್ತದೆ. ವಿಧಾನಗಳು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಮೊದಲು ಲವಣಾಂಶವನ್ನು ನಿವಾರಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರಬಹುದು ಅಥವಾ ಒಳಗೊಂಡಿಲ್ಲದಿರಬಹುದು. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ವಿಷಕಾರಿ ಮತ್ತು ನಾಶಕಾರಿ ಕ್ಲೋರಿನ್ ಅಯಾನುಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ (ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಮತ್ತು). ಸಂಸ್ಕರಿಸದ ಸಮುದ್ರದ ನೀರನ್ನು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ಮಾಡಲು ಅನೇಕ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಎಕ್ಸ್ಚೇಂಜ್ ಮೆಂಬರೇನ್ (PEM) ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳಿಗೆ ಡಸಲೀಕರಣದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಪರೋಕ್ಷ ಸಮುದ್ರ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ಎರಡು ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆಃ ಪೂರ್ವ-ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಸಾಧನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಸಮುದ್ರದ ನೀರನ್ನು ಉಪ್ಪುರಹಿತಗೊಳಿಸುವುದು ಮತ್ತು ನಂತರ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಮೂಲಕ ಜಲಜನಕವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು. ಈ ವಿಧಾನವು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ, ಸವೆತವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವೇಗವರ್ಧಕದ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ವಿಭಜನೆಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ಡಸಲೀಕರಣದ ವೆಚ್ಚವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಎಂದು ಕೆಲವರು ವಾದಿಸುತ್ತಾರೆ, ಇದು ಸಂಶೋಧನೆಯು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಎರಡು-ಹಂತದ ಡಸಲೀಕರಣ-ಸಂಯೋಜಿತ ನೀರಿನ ವಿಭಜನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವತ್ತ ಗಮನ ಹರಿಸಬೇಕು ಎಂದು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಪರೋಕ್ಷ ಸಮುದ್ರ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ಘಟಕಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಥಳ, ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ನಿರ್ವಹಣೆಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಕೆಲವರು ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ರಿವರ್ಸ್ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್ (ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ಆರ್. ಓ) ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾದ ನೀರಿನ ಶುದ್ಧತೆಯು ಸಾಕಾಗುವುದಿಲ್ಲ ಎಂದು ನಂಬುತ್ತಾರೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಉಪಕರಣಗಳು ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಇದಕ್ಕೆ ವ್ಯತಿರಿಕ್ತವಾಗಿ, ನೇರ ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ಪೂರ್ವ-ಸಂಸ್ಕರಣ ಹಂತವನ್ನು ಬಿಟ್ಟುಬಿಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಮುದ್ರದ ನೀರನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಕ್ಕೆ ಪರಿಚಯಿಸುತ್ತದೆ. ಸೀಮಿತ ಸಿಹಿನೀರಿನ ಸಂಪನ್ಮೂಲಗಳು, ಮೂಲಭೂತ ಮಾನವ ಅಗತ್ಯಗಳಿಗೆ ಆದ್ಯತೆ ನೀಡುವ ಅಗತ್ಯತೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ವೆಚ್ಚಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಿಂದಾಗಿ ಈ ವಿಧಾನವು ಹೆಚ್ಚು ಆಶಾದಾಯಕವಾಗಿದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ದಕ್ಷತೆಗೆ ಮೆಂಬ್ರೇನ್ಗಳು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿವೆ, ಆದರೆ ಅವು ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ವಿದೇಶಿ ಅಯಾನುಗಳಿಂದ ಋಣಾತ್ಮಕ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು, ಅವುಗಳ ಜೀವಿತಾವಧಿಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. ಒಂದು ವಿಧಾನವು ಅಶುದ್ಧ ನೀರಿನ ಮೂಲಗಳಿಂದ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನೀರಿನ ವಿಭಜನೆಯೊಂದಿಗೆ ಮುಂಭಾಗದ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಪೊರೆಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವುದನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ವಿಭಜನೆಯು ಮುಂಭಾಗದ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಮೂಲಕ ನೀರಿನ ಒಳಹರಿವಿನಿಂದ ಸಮತೋಲನಗೊಂಡ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ಇಳಿಜಾರನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಶುದ್ಧ ನೀರನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಹೊರತೆಗೆಯಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಸಂರಚನೆಯು ಕ್ಲೈ ಅಯಾನುಗಳು ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುವ ಮತ್ತು ಹಾನಿಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಂತಹ ಸವಾಲುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಜೊತೆಗೆ ವಿಭಜಕವಿಲ್ಲದೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕದ ಮಿಶ್ರಣದ ಅಪಾಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಈ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಪರಿಹರಿಸಲು, ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅನಿಲಗಳನ್ನು ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲು, ಮೆಂಬರೇನ್ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ಮತ್ತು ಸಿಎಲ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳ ನಡುವೆ ಕಡಿಮೆ ವೆಚ್ಚದ ಅರೆ-ಪ್ರವೇಶಿಸಬಹುದಾದ ಮೆಂಬರೇನ್ ಅನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸಲಾಯಿತು. ಹೆಚ್ಚುವರಿಯಾಗಿ, ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಲೋಹ-ಆಧಾರಿತ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಬೆಂಬಲಿಸಬಹುದು ಎಂದು ಸಂಶೋಧನೆ ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ಕೆಲವು ಅಧ್ಯಯನಗಳು ದುಬಾರಿ ಅಯಾನು ವಿನಿಮಯ ಪೊರೆಗಳನ್ನು (500-1000 $/m2) ಬದಲಿಸಲು ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ರಿವರ್ಸ್ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಪೊರೆಗಳ (<10 $/m2) ಬಳಕೆಯನ್ನು ಅನ್ವೇಷಿಸಿವೆ. ರಿವರ್ಸ್ ಆಸ್ಮೋಸಿಸ್ ಮೆಂಬ್ರೇನ್ಗಳ ಬಳಕೆಯು ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಆರ್ಥಿಕವಾಗಿ ಆಕರ್ಷಕವಾಗುತ್ತದೆ, ಅಯಾನು ವಿನಿಮಯ ಮೆಂಬ್ರೇನ್ಗಳಿಗೆ ವಿರುದ್ಧವಾಗಿ ಅವುಗಳ ವೆಚ್ಚ-ಪರಿಣಾಮಕಾರಿತ್ವ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಟಯಾನ್ ಲವಣಗಳಿಗೆ ಅವು ನೀಡುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರೋಟಾನ್ ಆಯ್ಕೆಯಿಂದಾಗಿ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನಗಳನ್ನು ಬಳಸಿದಾಗ. ಅಯಾನುಗಳು ಜೀವಕೋಶದ ರಾಶಿಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುವುದನ್ನು ತಡೆಯಲು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ಮೆಂಬರೇನ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದು ಪರ್ಯಾಯ ವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಹೈಡ್ರೋಫೋಬಿಕ್ ರಂಧ್ರಯುಕ್ತ ಪಾಲಿಟೆಟ್ರಾಫ್ಲೋರೋಎಥಿಲೀನ್ (ಪಿಟಿಎಫ್ಇ) ಜಲನಿರೋಧಕ ಉಸಿರಾಡುವ ಮೆಂಬರೇನ್ ಅನ್ನು ಸ್ವಯಂ-ತೇವಗೊಳಿಸುವ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸುತ್ತದೆ, ಹೈಗ್ರೋಸ್ಕೋಪಿಕ್ ಸಲ್ಫ್ಯೂರಿಕ್ ಆಮ್ಲದ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯ ಕ್ಷಾರೀಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ನೊಂದಿಗೆ ಬಳಸಿ ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನಿಂದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ, ಈ ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಗಮನಾರ್ಹವಾದ ವೇಗವರ್ಧಕ ತುಕ್ಕು ಅಥವಾ ಪೊರೆಯ ತೇವವನ್ನು ಅನುಭವಿಸದೆ 3200 ಗಂಟೆಗಳಿಗೂ ಹೆಚ್ಚು ಕಾಲ ಪ್ರತಿ ಗಂಟೆಗೆ 386 ಎಲ್ ಎಚ್2 ಅನ್ನು ಸ್ಥಿರವಾಗಿ ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನ ಆವಿಯಾಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ನೀರಿನ ಆವಿ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಸಮುದ್ರದ ನೀರು ಮತ್ತು ಸ್ವಯಂ-ತೇವಗೊಳಿಸುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ನಡುವಿನ ನೀರಿನ ಆವಿ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿನ ಅಸಮಾನತೆಯನ್ನು ಲಾಭ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ನಂತರ ಸ್ವಯಂ-ಆರ್ದ್ರಗೊಳಿಸುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ಮೇಲೆ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವ ನೀರಿನ ಆವಿಯನ್ನು ದ್ರವೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ತಂತ್ರಗಳು 2022ರಂತೆ, ವಾಣಿಜ್ಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಗೆ ಒಂದು ಕೆಜಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸುಮಾರು 53 ಕಿಲೋವ್ಯಾಟ್ ವಿದ್ಯುತ್ ಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು 39.4 ಕಿಲೋವ್ಯಾಟ್ (ಎಚ್ಎಚ್ವಿ) ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಮೂಲಭೂತ ಪ್ರದರ್ಶನ ಬ್ಯಾಟರಿಯ ಟರ್ಮಿನಲ್ಗಳಿಂದ ಚಲಿಸುವ ಎರಡು ಲೀಡ್ಗಳನ್ನು ಒಂದು ಕಪ್ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ನ ಪ್ರಮಾಣದೊಂದಿಗೆ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ NaCl (ಉಪ್ಪು) ಅನ್ನು ಬಳಸುವುದರಿಂದ ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕ ಅರ್ಧ-ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದಾಗಿ ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕಿಂತ ಕ್ಲೋರಿನ್ ಅನಿಲವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಸೋಡಿಯಂ ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ (ಬೇಕಿಂಗ್ ಸೋಡಾ) ಬದಲಿಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಅಯಾನು ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಉಳಿಯುವವರೆಗೆ ನೀಡುತ್ತದೆ. ಹಾಫ್ಮನ್ ವೋಲ್ಟಾಮೀಟರ್ ಒಂದು ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ಕೋಶವಾಗಿದೆ. ಇದು ಮೂರು ಜೋಡಿಸಲಾದ ನೇರವಾದ ಸಿಲಿಂಡರ್ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ನೀರು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವನ್ನು ಸೇರಿಸಲು ಒಳಗಿನ ಸಿಲಿಂಡರ್ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿ ತೆರೆದಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ಲ್ಯಾಟಿನಮ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಾರವನ್ನು (ಫಲಕ ಅಥವಾ ಜೇನುಗೂಡು) ಎರಡು ಬದಿಯ ಸಿಲಿಂಡರ್ಗಳ ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವಿದ್ಯುತ್ ಮೂಲದ ಟರ್ಮಿನಲ್ಗಳಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕ ಹೊಂದಿದೆ. ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಅನಿಲಗಳು ನೀರನ್ನು ಸ್ಥಳಾಂತರಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಎರಡು ಹೊರಗಿನ ಕೊಳವೆಗಳ ಮೇಲ್ಭಾಗದಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತವೆ, ಅಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಸ್ಟಾಪ್ಕಾಕ್ನೊಂದಿಗೆ ಎಳೆಯಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡದ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು 12-20 MPa (120-200 ಬಾರ್, 1740-2900 psi) ಸುತ್ತಲೂ ಸಂಕುಚಿತ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದಲ್ಲಿನ ಜಲಜನಕದ ಮೇಲೆ ಒತ್ತಡ ಹೇರುವ ಮೂಲಕ, ಬಾಹ್ಯ ಜಲಜನಕ ಸಂಕೋಚಕದ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸರಾಸರಿ ಇಂಧನ ಬಳಕೆಯು ಸುಮಾರು 3 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು (ಎಚ್. ಟಿ. ಇ. ಅಥವಾ ಉಗಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನವೂ ಸಹ) ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿದೆ. ಶಾಖದ ಯಂತ್ರವು ಕೆಲವು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಕ್ಷಾರೀಯ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ ಪ್ರೋಟಾನ್ ವಿನಿಮಯ ಮೆಂಬರೇನ್ಗಿಂತ ಅಗ್ಗವಾಗಿದೆ. ಪ್ರೋಟಾನ್-ವಿನಿಮಯ ಮೆಂಬರೇನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನವು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾಕಾರಿಗಳನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮೆಂಬರೇನ್ ಮೂಲಕ ನೇರ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ತಡೆಯುವಾಗ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ಸಾಗಿಸುತ್ತದೆ. ಪಿಇಎಂ ಇಂಧನ ಕೋಶಗಳು ಘನ ಪಾಲಿಮರ್ ಪೊರೆಯನ್ನು (ತೆಳುವಾದ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಫಿಲ್ಮ್) ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಇದು ನೀರಿನಿಂದ ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಆಗಿರುವಾಗ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನುಗಳಿಗೆ (ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳು) ಪ್ರವೇಶಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ನಡೆಸುವುದಿಲ್ಲ. ಇದು ಪ್ರೋಟಾನ್-ಎಕ್ಸ್ಚೇಂಜ್ ಮೆಂಬರೇನ್ ಅಥವಾ ಪಾಲಿಮರ್-ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಮೆಂಬರೇನ್ (ಪಿಇಎಂ) ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅಯಾನೋಮರ್ಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಲಾದ ಅರೆ-ಪ್ರವೇಶಿಸಬಹುದಾದ ಮೆಂಬರೇನ್ ಆಗಿದ್ದು, ನಿರೋಧಕ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ತಡೆಗೋಡೆಯಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವಾಗ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳನ್ನು ನಡೆಸಲು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾಗಿದೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ. ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲ. ಪಿಇಎಂ ಇಂಧನ ಕೋಶಗಳು ಘನ ಪಾಲಿಮರ್ ಪೊರೆಯನ್ನು (ತೆಳುವಾದ ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಫಿಲ್ಮ್) ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಇದು ನೀರಿನಿಂದ ಸ್ಯಾಚುರೇಟೆಡ್ ಮಾಡಿದಾಗ ಪ್ರೋಟಾನ್ಗಳಿಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳನ್ನು ನಡೆಸುವುದಿಲ್ಲ. ಪ್ರೋಟಾನ್-ವಿನಿಮಯ ಪೊರೆಗಳು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ ಪ್ರೋಟಾನ್ ವಾಹಕತೆ (σ), ಮೆಥನಾಲ್ ಪ್ರವೇಶಸಾಧ್ಯತೆ (ಪಿ) ಮತ್ತು ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆಯಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. ಪಿಇಎಂಗಳನ್ನು ಶುದ್ಧ ಪಾಲಿಮರ್ ಅಥವಾ ಸಂಯೋಜಿತ ಪೊರೆಗಳಿಂದ ತಯಾರಿಸಬಹುದು, ಅಲ್ಲಿ ಇತರ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಪಾಲಿಮರ್ ಮ್ಯಾಟ್ರಿಕ್ಸ್ನಲ್ಲಿ ಹುದುಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫ್ಲೋರೋಪಾಲಿಮರ್ (ಪಿಎಫ್ಎಸ್ಎ) ನಫಿಯಾನ್ ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿರುವ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ನಾಫಿಯಾನ್ ಎಂಬುದು ಟೆಫ್ಲಾನ್ನಂತಹ ಪರ್ಫ್ಲೋರಿನೇಟೆಡ್ ಬೆನ್ನೆಲುಬನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅಯಾನೋಮರ್ ಆಗಿದೆ. ಪ್ರೋಟಾನ್-ವಿನಿಮಯ ಪೊರೆಗಳಿಗೆ ಅಯಾನೋಮರ್ಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಇತರ ಅನೇಕ ರಚನಾತ್ಮಕ ಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅನೇಕರು ಪಾಲಿಯರೋಮ್ಯಾಟಿಕ್ ಪಾಲಿಮರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ, ಇತರರು ಭಾಗಶಃ ಫ್ಲೋರಿನೇಟೆಡ್ ಪಾಲಿಮರ್ಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತಾರೆ. ಸೂಪರ್ ಕ್ರಿಟಿಕಲ್ ವಾಟರ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಸಿಸ್ (ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ಇ.) ನೀರನ್ನು ಸೂಪರ್ ಕ್ರಿಟಿಕಲ್ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಸೂಪರ್ ಕ್ರಿಟಿಕಲ್ ನೀರಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದು> 375 °C ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಉಷ್ಣಬಲದ ಅಡೆತಡೆಗಳನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಚಲನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ದ್ರವ ಅಥವಾ ಅನಿಲ ನೀರಿನ ಮೇಲೆ ಅಯಾನಿಕ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಓಮಿಕ್ ನಷ್ಟವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪ್ರಯೋಜನಗಳಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಿತ ವಿದ್ಯುತ್ ದಕ್ಷತೆ, ಉತ್ಪನ್ನ ಅನಿಲಗಳ 221 ಬಾರ್ ಒತ್ತಡದ ವಿತರಣೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ ಮತ್ತು ಅಮೂಲ್ಯವಾದ ಲೋಹದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳ ಮೇಲಿನ ಕಡಿಮೆ ಅವಲಂಬನೆ ಸೇರಿವೆ. 2021ರ ಹೊತ್ತಿಗೆ ವಾಣಿಜ್ಯ ಎಸ್. ಡಬ್ಲ್ಯೂ. ಇ ಉಪಕರಣಗಳು ಲಭ್ಯವಿರಲಿಲ್ಲ. ನಿಕಲ್/ಕಬ್ಬಿಣ 2014ರಲ್ಲಿ, ಅಮೂಲ್ಯ ಲೋಹಗಳ ಬದಲಿಗೆ ನಿಕಲ್ ಮತ್ತು ಕಬ್ಬಿಣದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಘೋಷಿಸಿದರು. ನಿಕಲ್-ಲೋಹ/ನಿಕಲ್-ಆಕ್ಸೈಡ್ ರಚನೆಯು ನಿಕಲ್ ಲೋಹ ಅಥವಾ ನಿಕಲ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಸಕ್ರಿಯವಾಗಿದೆ. ವೇಗವರ್ಧಕವು ಅಗತ್ಯವಾದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ನಿಕಲ್-ಕಬ್ಬಿಣದ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಸಂಯೋಜಿತ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳಾಗಿ ಬಳಸಲು ತನಿಖೆಯಲ್ಲಿವೆ. ಆ "ಬ್ಯಾಟಲೈಸರ್ಗಳನ್ನು" ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಬ್ಯಾಟರಿಗಳಂತೆ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡಬಹುದು ಮತ್ತು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಚಾರ್ಜ್ ಮಾಡಿದಾಗ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. 2023 ರಲ್ಲಿ, ಆಸ್ಟ್ರೇಲಿಯಾದ ಸಂಶೋಧಕರು ಸಾರಜನಕ-ಡೋಪ್ಡ್ ನಿಕೆಲ್ ಮಾಲಿಬ್ಡಿನಂ ಫಾಸ್ಫೈಡ್ ವೇಗವರ್ಧಕದ ರಂಧ್ರಯುಕ್ತ ಹಾಳೆಯ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಘೋಷಿಸಿದರು. ಸಾರಜನಕ ಡೋಪಿಂಗ್ ವಾಹಕತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಂದ್ರತೆ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರವನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಹೆಚ್ಚುವರಿ ವೇಗವರ್ಧಕ ತಾಣಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಮೇಲ್ಮೈ ಲೋಹಗಳಿಗೆ ಸಾರಜನಕದ ಬಂಧಗಳು ಮತ್ತು ಅನಗತ್ಯ ಅಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ಅಣುಗಳನ್ನು ಹೊರಗಿಡಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುವ ವಿದ್ಯುತ್-ಋಣಾತ್ಮಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಆದರೆ ಫಾಸ್ಫೇಟ್, ಸಲ್ಫೇಟ್, ನೈಟ್ರೇಟ್ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸಿಲ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಅಯಾನುಗಳು ಕ್ಲೋರಿನ್ ಅನ್ನು ನಿರ್ಬಂಧಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು corrosion.10 mA cm−2 ಅನ್ನು ಆಲ್ಕಲೀನ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್ ಮತ್ತು ಸಮುದ್ರದ ನೀರಿನಲ್ಲಿ ಕ್ರಮವಾಗಿ 1.52 ಮತ್ತು 1.55 ವಿ ಬಳಸಿ ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ನ್ಯಾನೋಗ್ಯಾಪ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೋಶಗಳು 2017ರಲ್ಲಿ, ಸುತ್ತಮುತ್ತಲಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟ್-ಮುಕ್ತ ಶುದ್ಧ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿದ ನ್ಯಾನೋಗ್ಯಾಪ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಜೀವಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ, ಎರಡು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಎಷ್ಟು ಹತ್ತಿರವಾಗಿವೆಯೆಂದರೆ (ಡೆಬೈ-ಉದ್ದಕ್ಕಿಂತ ಚಿಕ್ಕದಾಗಿರುತ್ತವೆ) ದ್ರವ್ಯರಾಶಿ ಸಾಗಣೆಯ ಪ್ರಮಾಣವು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ವರ್ಗಾವಣೆ ದರಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರಬಹುದು, ಇದು ಎರಡು ಅರ್ಧ-ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟಿಗೆ ಜೋಡಿಸಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್-ವರ್ಗಾವಣೆ ಹಂತದಿಂದ ಸೀಮಿತಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. 1 mol/L ಸೋಡಿಯಂ ಹೈಡ್ರಾಕ್ಸೈಡ್ ದ್ರಾವಣದಿಂದ ಬರುವ ವಿದ್ಯುತ್ ಪ್ರವಾಹದ ಸಾಂದ್ರತೆಯು ಅದಕ್ಕಿಂತ ದೊಡ್ಡದಾಗಿರಬಹುದು ಎಂದು ಪ್ರಯೋಗಗಳು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ. ಅಂತಹ ನ್ಯಾನೊಗ್ಯಾಪ್ ಗಾತ್ರದ ಪರಿಣಾಮಗಳಿಂದಾಗಿ ಇದರ "ವರ್ಚುವಲ್ ಬ್ರೇಕ್ ಡೌನ್ ಮೆಕ್ಯಾನಿಸಮ್" ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸಿದ್ಧಾಂತಕ್ಕಿಂತ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಭಿನ್ನವಾಗಿದೆ. ಕ್ಯಾಪಿಲರಿ-ಫೆಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ ಕೋಶವು 1 ಕೆಜಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಕೇವಲ 41.5 ಕಿಲೋವ್ಯಾಟ್ ಗಂ ಅಗತ್ಯವಿದೆ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗುತ್ತದೆ. ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವನ್ನು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಿಂದ ರಂಧ್ರಯುಕ್ತ, ಹೈಡ್ರೋಫಿಲಿಕ್ ವಿಭಜಕದಿಂದ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ನೀರನ್ನು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಕ್ಕೆ ಎಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ಅನಿಲಗಳು ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತವೆ. ಇದು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳು ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳ ನಡುವಿನ ಸಂಪರ್ಕವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವ ಗುಳ್ಳೆಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಮೂಲಕ ಪಿಇಎಂ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ, ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಈ ವಿನ್ಯಾಸವು ಶೇಕಡಾ 98ರಷ್ಟು ಇಂಧನ ದಕ್ಷತೆಯೊಂದಿಗೆ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳಲಾಗಿದೆ. ವಿನ್ಯಾಸವು ನೀರಿನ ಪರಿಚಲನೆ, ವಿಭಜಕ ಟ್ಯಾಂಕ್ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಬಿಟ್ಟುಬಿಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಗಾಳಿ ಅಥವಾ ವಿಕಿರಣವಾಗಿ ತಂಪಾಗಿಸಬಹುದು. ವಿಶ್ವಾದ್ಯಂತ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನಿಲದ ಸುಮಾರು ಐದು ಪ್ರತಿಶತವು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯ ಬಹುಪಾಲು ಉಗಿ ಸುಧಾರಣೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲದಿಂದ ಅಥವಾ ಕಲ್ಲಿದ್ದಲು ಅಥವಾ ಭಾರೀ ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ಗಳ ಭಾಗಶಃ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದಿಂದ ಬರುತ್ತದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಮೂಲಕ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕ್ಲೋರಿನ್ ಮತ್ತು ಕಾಸ್ಟಿಕ್ ಸೋಡಾದ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ಅಡ್ಡ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗಿದೆ. ಇದು ಅಡ್ಡ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಾಗಿ ಸ್ಪರ್ಧಿಸುವ ಒಂದು ಪ್ರಮುಖ ಉದಾಹರಣೆಯಾಗಿದೆ. ಕ್ಲೋರಾಲ್ಕಲಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ (ಉಪ್ಪುನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆ) ನೀರು/ಸೋಡಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಮಿಶ್ರಣವು ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನದ ಅರ್ಧದಷ್ಟಿರುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಅಯಾನುಗಳು ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುವ ಬದಲು ಕ್ಲೋರಿನ್ಗೆ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಉಷ್ಣಬಲದಲ್ಲಿ, ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಅಯಾನ್ನ ಉತ್ಕರ್ಷಣ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ನೀರಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಇದನ್ನು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ದರವು ನೀರಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಅದರ ಪ್ರಾಬಲ್ಯಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಸುಡಲಾಗುತ್ತದೆ (ಅದನ್ನು ಮತ್ತೆ ನೀರಿಗೆ ಪರಿವರ್ತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ), ಇದನ್ನು ವಿಶೇಷ ರಾಸಾಯನಿಕಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಅಥವಾ ಇತರ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗೆ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂತಾರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ ನಿಲ್ದಾಣಕ್ಕೆ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಸಹ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅನೇಕ ಕೈಗಾರಿಕಾ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ ಕೋಶಗಳು ಪ್ಲ್ಯಾಟಿನಮ್ ಫಲಕಗಳು ಅಥವಾ ಜೇನುಗೂಡುಗಳನ್ನು ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳಾಗಿ ಹೊಂದಿರುವ ಹಾಫ್ಮನ್ ವೋಲ್ಟಾಮೀಟರ್ಗಳನ್ನು ಹೋಲುತ್ತವೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಆಕ್ಸಿಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಟಾರ್ಚ್ಗಳಂತಹ ಬಳಕೆಯ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳಿಗಾಗಿ ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಥವಾ ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಬಯಸಿದಾಗ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬಹುಪಾಲು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಕಾರ್ಬನ್ಗಳಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದರ ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ, ಇತರ ಕಲ್ಮಶಗಳ ನಡುವೆ ಇಂಗಾಲದ ಮಾನಾಕ್ಸೈಡ್ನ ಅಲ್ಪ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಇಂಗಾಲದ ಮಾನಾಕ್ಸೈಡ್ ಅಶುದ್ಧತೆಯು ಅನೇಕ ಇಂಧನ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ವಿವಿಧ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಿಗೆ ಹಾನಿಕಾರಕವಾಗಿದೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳನ್ನು ಕೆಳಗಿಳಿಸಬಹುದಾದ್ದರಿಂದ ಅವುಗಳನ್ನು ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುತ್ ಪೂರೈಕೆಯ ಬೇಡಿಕೆಯ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯನ್ನು ನಿಭಾಯಿಸಲು ಬಳಸಬಹುದಾಗಿದೆ. ದಕ್ಷತೆ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉತ್ಪಾದನೆ ಆಧುನಿಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದಕಗಳ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಪರಿಮಾಣದ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ (MJ/m3) ಗೆ ಬಳಸುವ ಶಕ್ತಿಯಿಂದ ಅಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಪ್ರಮಾಣಿತ ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು H2 ಒತ್ತಡವನ್ನು ಊಹಿಸುತ್ತದೆ. ಜನರೇಟರ್ ಬಳಸುವ ಶಕ್ತಿಯು ಕಡಿಮೆಯಾದಷ್ಟೂ, ಅದರ ದಕ್ಷತೆಯು ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ; 100%-ದಕ್ಷ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ ಯಂತ್ರವು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು (ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪನ ಮೌಲ್ಯ) ಬಳಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು (15 ಬಾರ್ ಒತ್ತಡದಲ್ಲಿ ತಿರುಗುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನವನ್ನು ಬಳಸುವುದು) ಸೇವಿಸಬಹುದು, ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಕಾರುಗಳಲ್ಲಿ ಬಳಕೆಗಾಗಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಸಂಕುಚಿತಗೊಳಿಸಿದರೆ ಇನ್ನೂ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಬಾಹ್ಯ ಶಾಖವನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ, ವಿದ್ಯುತ್ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದಕ ಮಾರಾಟಗಾರರು ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತಾರೆ. ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯದ ಸಮರ್ಥನೀಯತೆಯನ್ನು ನಿರ್ಣಯಿಸಲು ಅದನ್ನು ಮಾರಾಟಗಾರರಿಂದ ಹೇಗೆ ವ್ಯಾಖ್ಯಾನಿಸಲಾಗಿದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ಸ್ಥಾಪಿಸುವುದು ಮುಖ್ಯವಾಗಿದೆ (ಅಂದರೆ. ಯಾವ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಮೌಲ್ಯ, ಯಾವ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆ, ಇತ್ಯಾದಿ). ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿ ಮೂರು ಪ್ರಮುಖ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಲಭ್ಯವಿವೆಃ ಕ್ಷಾರೀಯ, ಘನ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಮತ್ತು ಪ್ರೋಟಾನ್ ಎಕ್ಸ್ಚೇಂಜ್ ಮೆಂಬರೇನ್ (ಪಿಇಎಂ) ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಜರ್ಗಳು. ಕ್ಷಾರೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದಕಗಳು ಹೂಡಿಕೆಯ ದೃಷ್ಟಿಯಿಂದ ಅಗ್ಗವಾಗಿವೆ (ಅವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನಿಕಲ್ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ), ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಪಿಇಎಂ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದಕಗಳು ಹೆಚ್ಚು ದುಬಾರಿಯಾಗಿರುತ್ತವೆ (ಅವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ದುಬಾರಿ ಪ್ಲಾಟಿನಂ-ಗುಂಪಿನ ಲೋಹದ ವೇಗವರ್ಧಕಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ) ಆದರೆ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರವಾಹ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತವೆ, ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯು ಸಾಕಷ್ಟು ದೊಡ್ಡದಾಗಿದ್ದರೆ ಬಹುಶಃ ಅಗ್ಗವಾಗಬಹುದು. ಘನ ಆಕ್ಸೈಡ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ ಕೋಶಗಳು (ಎಸ್. ಓ. ಇ. ಸಿ.) ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನದ ಮೂರನೇ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ವಿಧವಾಗಿದ್ದು, ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾರ್ಯಾಚರಣಾ ತಾಪಮಾನವನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಎಸ್. ಓ. ಇ. ಸಿ. ಯ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ದಕ್ಷತೆಯು 90 ಪ್ರತಿಶತ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ <ಐ. ಡಿ. 1> ಗೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ. ಕಾಲಾನಂತರದಲ್ಲಿ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಅವನತಿಯು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಪಿಇಎಂ ಮತ್ತು ಕ್ಷಾರೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳಿಗಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿ ಎಸ್ಒಇಸಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳ ದಕ್ಷತೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವುದಿಲ್ಲ. ಎಸ್. ಓ. ಇ. ಸಿ. ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಕ್ಷೀಣಿಸುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಜೀವಕೋಶದ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ನೈಸರ್ಗಿಕವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಾಖವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ, ವ್ಯವಸ್ಥೆಯನ್ನು ಬಿಸಿಯಾಗಿಡಲು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ನಾಟಕೀಯ ಅವನತಿಯು ಉಂಟಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟವನ್ನು ಸರಿದೂಗಿಸುತ್ತದೆ. ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಕ್ಷಾರೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯು ಸುಮಾರು 70 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟು ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪನ ಮೌಲ್ಯದ ಸ್ವೀಕೃತ ಬಳಕೆಯನ್ನು ಲೆಕ್ಕಹಾಕುವುದು (ಏಕೆಂದರೆ ಶಾಖದ ಮೂಲಕ ಅಸಮರ್ಥತೆಯನ್ನು ವೇಗವರ್ಧಕಕ್ಕೆ ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಉಗಿ ರಚಿಸಲು ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ಮರುನಿರ್ದೇಶಿಸಬಹುದು), ಪಿಇಎಂ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಸರಾಸರಿ ಕಾರ್ಯ ದಕ್ಷತೆಗಳು ಸುಮಾರು 80 ಪ್ರತಿಶತದಷ್ಟಿವೆ. ಇದು 2030ರೊಳಗೆ ಶೇಕಡಾ 82ರಿಂದ 86ರಷ್ಟು ಹೆಚ್ಚಾಗುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ. ಪಿಇಎಂ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯಗಳ ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಶೇಕಡಾ 94ರಷ್ಟು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ. ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಪರಿಗಣಿಸಿ, ಮತ್ತು 70-80% ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ವಿದ್ಯುತ್ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನಕ್ಕೆ (ಪಿಇಎಂ ಅಥವಾ ಕ್ಷಾರೀಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ) ಪ್ರಸ್ತುತ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ, 1 ಕೆಜಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು (ಇದು 143 ಎಂಜೆ/ಕೆಜಿ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ) ವಿದ್ಯುತ್ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. 2015ರ ಯು. ಎಸ್. ಇಂಧನ ಇಲಾಖೆಯ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನಾ ಗುರಿಗಳಲ್ಲಿ ನಿಗದಿಪಡಿಸಿದಂತೆ $0.06/kW·h ವಿದ್ಯುತ್ ವೆಚ್ಚದಲ್ಲಿ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವೆಚ್ಚವು ಪ್ರತಿ ಕೆಜಿಗೆ $3 ಆಗಿದೆ. ಸಲಕರಣೆಗಳ ವೆಚ್ಚವು ಸಾಮೂಹಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿರುತ್ತದೆ. ವಿವಿಧ ವಿಶ್ಲೇಷಕರು 2030ರ ವೇಳೆಗೆ ಸಲಕರಣೆಗಳ ವಾರ್ಷಿಕ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಕ್ರಮವಾಗಿ 47 ಗಿಗಾವ್ಯಾಟ್, 104 ಗಿಗಾವ್ಯಾಟ್ ಮತ್ತು 180 ಗಿಗಾವ್ಯಾಟ್ ಎಂದು ಊಹಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಗ್ರಾಫ್ (ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಪ್ರೊಡಕ್ಷನ್ ಟೆಕ್ ಟೀಮ್ ರೋಡ್ಮ್ಯಾಪ್, ನವೆಂಬರ್ 2017) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ 2016 ರಿಂದ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲದ ಬೆಲೆಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯೊಂದಿಗೆ ಉಗಿ-ಮೀಥೇನ್-ರಿಫಾರ್ಮ್ಡ್ (ಎಸ್ಎಂಆರ್) ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವೆಚ್ಚವನ್ನು $1.2 ಮತ್ತು $1.5ರ ನಡುವೆ ಇರಿಸಿ, ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಮೂಲಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವೆಚ್ಚವು ಇನ್ನೂ 2015 ಡಿಒಇ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಗುರಿ ಬೆಲೆಗಳಿಗಿಂತ ದ್ವಿಗುಣವಾಗಿದೆ. 2020ರಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ಗೆ ಯು. ಎಸ್. ಡಿ. ಓ. ಇ. ಗುರಿ ಬೆಲೆ $<ಐ. ಡಿ. 2> ಆಗಿದ್ದು, ಇದಕ್ಕೆ $<ಐ. ಡಿ1>·ಎಚ್. ವಿದ್ಯುತ್ ವೆಚ್ಚದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಅನೇಕ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ಗಾಳಿ ಮತ್ತು ಸೌರಶಕ್ತಿಗಾಗಿ 2018ರ ಪಿ. ಪಿ. ಎ. ಟೆಂಡರ್ಗಳನ್ನು ನೀಡಿದರೆ ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಇದು $4/ಗ್ಯಾಸೋಲಿನ್ ಗ್ಯಾಲನ್ ಸಮಾನವಾದ (ಜಿ. ಜಿ. ಇ.) ಎಚ್2 ವಿತರಿಸಿದ ಉದ್ದೇಶವನ್ನು ತಲುಪುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎಸ್. ಎಂ. ಆರ್. ಗೆ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚಿದ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಅನಿಲ ಉತ್ಪಾದನಾ ವೆಚ್ಚಕ್ಕೆ ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿದೆ. ವಿಶ್ವದ ಇತರ ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ, ಎಸ್. ಎಂ. ಆರ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬೆಲೆ ಪ್ರತಿ ಕೆಜಿಗೆ ಸರಾಸರಿ $1-3ರಷ್ಟಿದೆ. ಇದು ಈಗಾಗಲೇ ಅನೇಕ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ವೆಚ್ಚದ ಮೂಲಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕವಾಗಿಸುತ್ತದೆ, ನೆಲ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಮತ್ತು ಇತರರು ವಿವರಿಸಿರುವಂತೆ, ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನಕ್ಕೆ ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕ ಪ್ರಯೋಜನಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳನ್ನು ಪರಿಶೀಲಿಸುವ ಐಇಎ ಲೇಖನವೂ ಸೇರಿದಂತೆ. ಜಾಗತಿಕ ಇಂಧನ ಬಿಕ್ಕಟ್ಟಿನ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಅನಿಲದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬೆಲೆ ಏರಿಕೆಯು ವಿಶ್ವದ ಕೆಲವು ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಆರ್ಥಿಕವಾಗಿಸಿತು. ಕೆಲವು ದೊಡ್ಡ ಕೈಗಾರಿಕಾ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದಕಗಳು ಹಲವಾರು ಮೆಗಾವ್ಯಾಟ್ಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತಿವೆ. ಚೀನಾದ ನಿಂಗ್ಕ್ಸಿಯಾದಲ್ಲಿರುವ 150 ಮೆಗಾವ್ಯಾಟ್ ಆಲ್ಕಲೈನ್ ಸೌಲಭ್ಯವು ಅತಿದೊಡ್ಡದಾಗಿದ್ದು, ವರ್ಷಕ್ಕೆ 23,000 ಟನ್ಗಳಷ್ಟು ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ದಕ್ಷತೆಯ ಪಾಶ್ಚಿಮಾತ್ಯ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಉಪಕರಣಗಳ ಬೆಲೆ $1,200/ಕಿಲೋವ್ಯಾಟ್ ಆಗಿದ್ದರೆ, ಕಡಿಮೆ ದಕ್ಷತೆಯ ಚೀನೀ ಉಪಕರಣಗಳ ಬೆಲೆ $300/ಕಿಲೋವ್ಯಾಟ್ ಆಗಿರಬಹುದು, ಆದರೆ ಅವುಗಳ ಜೀವಿತಾವಧಿಯು 60,000 ಗಂಟೆಗಳಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದ ನೈಜ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದಕಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಮುಂದುವರಿಯಲು ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ. 1. 23 ವಿ ಅನ್ನು ಮೀರಿದ ಭಾಗವನ್ನು ಓವರ್ಪೊಟೆನ್ಷಿಯಲ್ ಅಥವಾ ಓವರ್ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ರೀತಿಯ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ಆದರ್ಶರಹಿತತೆಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ. ಚೆನ್ನಾಗಿ ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಲಾದ ಜೀವಕೋಶಕ್ಕೆ, ಆನೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕೆ ನೀರಿನ ನಾಲ್ಕು-ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಕ್ಕೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಅತಿಯಾದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವು ಅತಿದೊಡ್ಡ ಅತಿಯಾದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಾಗಿದೆ; ಎಲೆಕ್ಟ್ರೊಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ಗಳು ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸುಗಮಗೊಳಿಸಬಹುದು, ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಟಿನಂ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು ಈ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಕ್ಕೆ ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಸ್ಥಿತಿಯಾಗಿದೆ. ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗೆ ಅಗ್ಗದ, ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ ಅನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವುದು ಒಂದು ದೊಡ್ಡ ಪ್ರಗತಿಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಂಶೋಧನೆಯ ವಿಷಯವಾಗಿದೆ; ಅವುಗಳಲ್ಲಿ ಮಾಲಿಬ್ಡಿನಮ್ ಸಲ್ಫೈಡ್, ಗ್ರ್ಯಾಫೀನ್ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಚುಕ್ಕೆಗಳು, ಕಾರ್ಬನ್ ನ್ಯಾನೊಟ್ಯೂಬ್ಗಳು, ಪೆರೋವ್ಸ್ಕೈಟ್ ಮತ್ತು ನಿಕೆಲ್/ನಿಕೆಲ್-ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಾಗಿ 30 ವರ್ಷಗಳಷ್ಟು ಹಳೆಯ ಪಾಕವಿಧಾನಗಳಿವೆ. ಟ್ರೈ-ಮಾಲಿಬ್ಡಿನಮ್ ಫಾಸ್ಫೈಡ್ (ಎಂ. ಓ. 3. ಪಿ.) ಇತ್ತೀಚೆಗೆ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ವೇಗವರ್ಧಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಭರವಸೆಯ ಅಮೂಲ್ಯವಲ್ಲದ ಲೋಹ ಮತ್ತು ಭೂಮಿಯ ಹೇರಳವಾದ ಅಭ್ಯರ್ಥಿಯಾಗಿ ಕಂಡುಬಂದಿದೆ, ಇದನ್ನು ವಿದ್ಯುತ್ಕಾಂತೀಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗೆ ಬಳಸಬಹುದು. ಎಂಓ3ಪಿ ನ್ಯಾನೊಪರ್ಟಿಕಲ್ಸ್ನ ವೇಗವರ್ಧಕ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಎವಲ್ಯೂಷನ್ ರಿಯಾಕ್ಷನ್ (ಎಚ್ಇಆರ್) ನಲ್ಲಿ ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು 21 ಎಂವಿ, ಎಚ್2 ರಚನೆಯ ದರದಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಆರಂಭಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅನುಕ್ರಮವಾಗಿ 214.7 ಮೈಕ್ರೋಮೋಲ್ಸ್-1 ಗ್ರಾಂ-1 ಕ್ಯಾಟ್ (ಕೇವಲ 100 ಎಂವಿ ಅಧಿಕ ಸಾಮರ್ಥ್ಯದಲ್ಲಿ) ಮತ್ತು 279.07 ಮೈಕ್ರೋಮ್ಯಾಟಲ್ಗಳ ವಿನಿಮಯ ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇವು ಪ್ಲಾಟಿನಂಗೆ ಇನ್ನೂ ಹತ್ತಿರವಿರುವ ಮೌಲ್ಯಗಳಲ್ಲಿ ಸೇರಿವೆ. ಕ್ಯಾಥೋಡ್ನಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಸರಳವಾದ ಎರಡು-ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪ್ಲಾಟಿನಮ್ನಿಂದ ಅಥವಾ ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ ಹೈಡ್ರೋಜಿನೇಸ್ ಕಿಣ್ವದಿಂದ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿಲ್ಲದೆ ವಿದ್ಯುದ್ದೀಕರಣಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಇತರ, ಕಡಿಮೆ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ, ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಕ್ಯಾಥೋಡ್ಗಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ (ಉದಾ. ಗ್ರ್ಯಾಫೈಟ್), ದೊಡ್ಡ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು ಕಾಣಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಥರ್ಮೋಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಗೆ ಪ್ರತಿ ಮೋಲಿನ ನೀರನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸಲು ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ ಕನಿಷ್ಠ 237 ಕೆಜೆ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯ ಒಳಹರಿವಿನ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ನೀರಿನ ರಚನೆಯ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಗಿಬ್ಸ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಎಂಟ್ರೊಪಿಯಲ್ಲಿನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಜಯಿಸಲು ಸಹ ಇದಕ್ಕೆ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಯಾವುದೇ ಬಾಹ್ಯ ಶಾಖ/ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸೇರಿಸದಿದ್ದರೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಪ್ರತಿ ಮೋಲಿಗೆ 286 kJ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಮುಂದುವರಿಯುವುದಿಲ್ಲ. ನೀರಿನ ಪ್ರತಿ ಮೋಲಿಗೆ ಎರಡು ಮೋಲುಗಳ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುವುದರಿಂದ ಮತ್ತು ಫ್ಯಾರಡೆ ಸ್ಥಿರಾಂಕ ಎಫ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನ್ಗಳ ಮೋಲಿನ ಚಾರ್ಜ್ ಅನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ (96485 ಸಿ/ಮೋಲ್), ಇದು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಗೆ ಅಗತ್ಯವಾದ ಕನಿಷ್ಠ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸುಮಾರು 1.23 ವಿ ಎಂದು ಹೇಳುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನವನ್ನು ನಡೆಸಿದರೆ, ಈ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ ಯಂತ್ರವು 100% ವಿದ್ಯುತ್ ದಕ್ಷತೆಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳಲ್ಲಿ ಇದರರ್ಥ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಉಳಿಸಿಕೊಳ್ಳಲು ರಿಯಾಕ್ಟರ್ಗೆ ಶಾಖವನ್ನು ಪೂರೈಸಬೇಕು. ಈ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯದ ಭಾಗವಾಗಿ ಉಷ್ಣ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸಬಹುದು. ಇದೇ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಇಂಧನಗಳನ್ನು (ಇಂಗಾಲ, ಆಲ್ಕೋಹಾಲ್, ಜೀವರಾಶಿಯಂತಹ) ನೀರಿನೊಂದಿಗೆ (ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಪಿಇಎಂ ಆಧಾರಿತ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ) ಅಥವಾ ಆಮ್ಲಜನಕ ಅಯಾನುಗಳೊಂದಿಗೆ (ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಘನ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಆಧಾರಿತ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದನ) ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿದರೆ ಅಗತ್ಯ ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಅನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು (1 ವಿ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ). ಇದು ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ "ಸಹಾಯ" ಮಾಡಲು ಇಂಧನದ ಕೆಲವು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಬಳಸುವುದಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ನ ಒಟ್ಟಾರೆ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಎಂಟ್ರೊಪಿ ಘಟಕವನ್ನು (ಮತ್ತು ಇತರ ನಷ್ಟಗಳನ್ನು) ಗಮನಿಸಿದರೆ, ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ವಿದ್ಯುತ್ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ (ಥರ್ಮೋನ್ಯೂಟ್ರಲ್ ವೋಲ್ಟೇಜ್) ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಮುಂದುವರಿಯಲು 1.48 ವಿ ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ಗಳು ಬೇಕಾಗುತ್ತವೆ. ನೀರಿನ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಭಜನೆಯ ಸಂದರ್ಭದಲ್ಲಿ, ಗಿಬ್ಸ್ ಮುಕ್ತ ಶಕ್ತಿಯು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಮುಂದುವರಿಯಲು ಅಗತ್ಯವಾದ ಕನಿಷ್ಠ ಕಾರ್ಯವನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ ಎಂದರೆ ಒದಗಿಸಬೇಕಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಪ್ರಮಾಣ (ಕೆಲಸ ಮತ್ತು ಶಾಖ ಎರಡೂ) ಆದ್ದರಿಂದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳು ಅದೇ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿರುತ್ತವೆ. ಮೇಲೆ ನೀಡಲಾದ ಮೌಲ್ಯಗಳಿಗೆ ಪ್ರಮಾಣಿತ ತಾಪಮಾನ). ಸಂಭಾವ್ಯವಾಗಿ, 1.48 ವಿ ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯವು 25 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಐಸೋಥರ್ಮಲಿ ಆಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಸರಬರಾಜು ಮಾಡಲಾದ ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯು ನೀರಿನ ವಿಭಜನೆಯ ಎಂಥಾಲ್ಪಿ (ಶಾಖ) ಗೆ ಸಮನಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದಕ್ಕೆ ಕನಿಷ್ಠಕ್ಕಿಂತ 20 ಪ್ರತಿಶತ ಹೆಚ್ಚು ವಿದ್ಯುತ್ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ. ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಸೆಲ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಎಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲಿಸಿಸ್ ಗ್ಯಾಸ್ ಕ್ರ್ಯಾಕರ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಮೀಥೇನ್ ಪೈರೋಲಿಸಿಸ್ (ಹೈಡ್ರೋಜನ್ಗಾಗಿ) ನೀರಿನ ಫೋಟೊಕ್ಯಾಟಲಿಸ್ಟಿಕ್ ನೀರಿನ ವಿಭಜನೆಯ ನೊರಿಲ್ ಫೋಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲಿಸಿಸ್ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ನ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಕಡಿತ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳ ಟೈಮ್ಲೈನ್ ಜಲ ಶುದ್ಧೀಕರಣ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು EERE 2008-100 ಕೆಜಿಹೆಚ್ 2/ದಿನ ವ್ಯಾಪಾರ ಅಧ್ಯಯನ ಎನ್ಆರ್ಇಎಲ್ 2006-ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲಿಸಿಸ್ ತಾಂತ್ರಿಕ ವರದಿ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲಿಸಿಸ್ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಉತ್ಪಾದನೆ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಅನಿಲಗಳು ಜಲ ರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರ