Não sou um especialista em eletro química, mas a partir do conhecimento limitado que tenho e da experiência adquirida com meu aparelho, sinto que o processo de produção de CO2 por eletrólise é muito promissor, assim também dispomos de mais uma alternativa a mais para nos aquaristas.
A palavra eletrólise é originária dos radicais eletros eletricidade e lisis decomposição, ou seja, decomposição por eletricidade, podendo ainda ser chamada literalmente de eletro decomposição. Este processo de eletro decomposição separa os elementos químicos de um composto através do uso da eletricidade onde a decomposição e realizada pela ionização ou dissociação do composto em íons e posteriormente com a passagem da corrente continua através destes íons, são obtidos os elementos químicos, o processo da eletrólise é uma reação de oxirredução oposta àquela que ocorre numa célula galvânica, sendo, portanto, um fenômeno físico-químico e não espontâneo.
Dependendo da substância a ser eletrolisada e do meio em que ela ocorre, além de formar elemento desejado pode ocorrer também à formação de novos compostos.
Este sistema de geração de CO2 por eletrólise está se tornando mais conhecido, e vem sendo muito utilizado aqui no Brasil em aquários pequenos de no máximo 100 litros, atualmente existem vários fabricantes, mas todos os aparelhos agem de forma semelhante com o objetivo de gerar e fornecer um fluxo contínuo de CO2 para sustentar o crescimento abundante das plantas no aquário.
APARELHOS UTILIZADOS PARA A FABRICAÇÃO DE CO2 POR ELETRÓLISE



É um sistema muito prático e de fácil instalação e utilização, podendo ser utilizado tanto por aquaristas experientes como também por iniciantes, pois basicamente e só ligar na tomada. Diferentemente dos sistemas pressurizados convencionais não utiliza gás e dispensa o uso de qualquer tipo de difusor, mangueiras, conta bolhas, válvula de ajuste fino, válvula reguladora de pressão e cilindro. Neste sistema o CO2 é produzido por via eletrônica, onde o equipamento utilizado é apenas um regulador eletrônico e um sanduíche de carbono que é completamente submersível que fica depositado no interior do aquário soltando uma fumaça de micro bolhas de CO2 que acaba sendo absorvida pelas plantas antes de atingir a superfície. É uma solução tecnicamente brilhante que pode ser automatizado com uso de um timer junto à iluminação e ser utilizado em aquários de vários tamanhos é só dosar a quantidade de produção de CO2 pela regulagem eletrônica, e um sistema ideal para o aquarista não gosta de muitos equipamentos dentro do móvel do aquário. Mas sua utilização é restrita, pois pode ser utilizado apenas em aquários de água doce jamais em aquários marinhos.
APARELHO DE ELETRÓLISE MONTADO EM UM AQUÁRIO

O sistema de adubação de CO2 através da eletrólise é composto por duas partes sendo uma desta parte um controlador eletrônico ajustável que é montado fora do aquário que deve ser presa firmemente com o suporte fornecido ao lado ou sob o aquário, e a outra parte e composta de duas chapas de aço inoxidável e uma barra de carbono para formar um sanduíche que fica submerso e também deve ser bem fixado dentro do aquário o mais próximo possível do substrato, desta forma as bolhas de CO2 terá um longo caminho a percorrer ate a superfície gerando um maior atrito entre o CO2 e a água.
POSICIONAMENTO CORRETO DO SANDUÍCHE DENTRO DO AQUÁRIO

POSICIONAMENTO ERRADO DO SANDUÍCHE DENTRO DO AQUÁRIO

O controlador eletrônico é uma pequena caixa que possui dois pequenos LEDs um indica quando o aparelho esta ligado a energia elétrica, e o outro geralmente um LED vermelho acende quando a placa de carbono CO2 não está totalmente submersa ou quando esta muito usada e precisa ser substituída ou caso exista uma problema no cabo ou no plug RCA que é por onde o sanduíche é ligado à caixa de controle, este plug RCA é para uma fácil desconexão para a manutenção ou para alterar a placa de carbono ou algo assim.
CONTROLADOR ELETRÔNICO DO SISTEMA DE ELETRÓLISE


O controlador tem suas peças elétricas seladas em uma câmara à prova de água para evitar algum curto circuito ou algum tipo de corrosão, o controlador também é um transformador de corrente, pois para cumprir todas as normas de segurança e evitar acidentes com choques elétricos ele transforma a energia da rede elétrica que geralmente é 110V ou 220V em uma tensão DC de baixa voltagem (12 Volts) para o sanduíche que fica submerso no aquário, esta corrente elétrica é inofensiva e não produz choques elétricos.
No controlador possui também um botão de controle único, onde é controlado a corrente elétrica que flui através do controlador que pode ser variada dentro de uma escala intervalada determinada em dez velocidades de 0 a 10 definida por números ou LEDs para regular e definir a quantidade na produção de CO2, desta forma cada número ou LED na escala aumenta a corrente que flui através do circuito corresponde a um aumento em cerca de 10% a quantidade de emissões de CO2 produzido pela barra de carbono, assim desta forma obtemos o controle sobre a quantidade correta de CO2 para o aquário sem o riscos de superdosagem.
BOTÃO DE CONTROLE PARA A QUANTIDADE DE PRODUÇÃO DE CO2

LEDS ACESOS IDICANDO O FUNCIONAMENTO E A QUATIDADE DE PRODUÇÃO DE CO2

A parte do sanduíche é composta por um bloco de carbono fabricado em carvão ou grafite em forma de placa com uma ou duas lâminas de aço inoxidável que envolve a placa de carbono sem tocá-la, no topo do sanduíche, entre a tampa de borracha e bloco de carbono existe uma tira do aço inoxidável usado para fornecer o contato elétrico com o bloco de carbono, já as lâminas de aço são imprensadas entre duas rolhas de borracha e acopladas dentro de uma carcaça que geralmente e fabricada em material plástico.
SANDUÍCHE DO APARELHO DE ELETRÓLISE



BLOCO DE CORBONO

PARTE METÁLICA DO SANDUÍCHE

SANDUÍCHE DESMONTADO

Este aparelho quando ligado à eletricidade gera uma reação química na água este é o princípio da eletrólise, pois a carga elétrica quebra a ligação química entre os átomos de hidrogênio e o de oxigênio da água separando em componentes atômicos H2 e O2, criando partículas carregadas (íons). Os íons se formam em dois pólos, o anodo, polarizado positivamente, e o catodo, polarizado negativamente. O hidrogênio se concentra no cátodo e o anodo atrai o oxigênio. O aparelho funciona mantendo uma tensão entre o ânodo e o cátodo que é suficiente para quebrar a água.
O sanduíche submerso nada mais é que uma unidade que forma um par com ânodo e cátodo integrado, com um ânodo de carbono e um cátodo de aço inoxidável. O ânodo que fornece o carbono para o CO2 produzido pelo sistema, este ânodo é corroído com o uso e precisa ser substituído periodicamente. Já no cátodo os quatro íons hidróxido (OH-) e os 4 íons de hidrogênio (H +) que se combina para formar quatro moléculas de água. No entanto, os dois íons não são produzidos no mesmo local, de modo que não haverá uma recombinação de 100% para formar da água. Em vez disso, alguns dos OH - reage com bicarbonato para formar carbonato, assim uma crosta de carbonato de cálcio será formada perto ou no cátodo. Um montante equivalente do íon hidrogênio produziu também deve reagir com bicarbonato.

A meia reação no cátodo é

4H2O + 4e -> 4OH + 2H2

A reação de produção de CO2 no ânodo é

2H2O + C -> CO2 + 4H + + 4e-

Na verdade são duas reações.

A primeira reação é a oxidação da água que é

2H2O -> O2 + 4H + + 4e-

E a segunda etapa é a combinação do oxigênio com o carbono do ânodo

O2 + C -> CO2
FUNCIONAMENTO DO CÁTODO E DO ÂNODO

Tanto o hidrogênio como o CO2 deve ser produzida como gás. A reação produz 2 moléculas de gás hidrogênio para cada molécula de CO2 produzido, então das bolhas visíveis produzidos, apenas 1 / 3 são bolhas de CO2, os restos são gases de hidrogênio.
O hidrogênio produzido pelo processo da eletrólise é totalmente insolúvel em água, desta forma ele será disperso na atmosfera em pequenas bolhas e observar a subida destas bolhas para a superfície da água. Esse gás de hidrogênio é inofensivo no ar, ele rapidamente gera uma reação com o oxigênio para formar vapor de água, desde que os aquários não sejam cobertos, pois o hidrogênio na forma molecular se dissipa rapidamente no ambiente, portanto, não representa perigo, já para o aquário o gás de hidrogênio produzido pela unidade causa efeitos positivo para bactérias anaeróbicas.
APARELHO PRODUZINDO CO2



Nem todo oxigênio livre e dissolvido na água do aquário reage com o carbono disponível no bloco do refil. Pois parte desse oxigênio é conseguida por uma reação com os carbonatos dissolvidos na água (minerais, incluindo carbono), já uma parte é retirada da água por grandes bolhas e somente uma pequena parte é dissolvida no aquário, isso porque o oxigênio da água em temperatura ambiente não pode se conectar a barra de carbono. Desta forma apenas uma parte do oxigênio realmente consegue reagir com o ânodo de carbono, fazendo com que sejam lançadas pequenas quantidades de CO2.
Caso o dispositivo seja 100% eficiente todo o oxigênio que se combina com o ânodo de carbono vai gerar CO2 puro. Mas a construção de CO2 resultante do oxigênio com a barra de carbono também vai dependem de como o carbono está combinado com o oxigênio em uma mistura de O2 + CO2 para borbulhar o gás fora do anodo, caso o ânodo não esteja funcionando bem com proporções certas entre o CO2 e O2 não teremos muito CO2 nas bolhas que esta saindo do dispositivo, mas sim O2.
A desvantagem é que ele deve ser utilizado em aquários bem tamponados em torno de 8 a 12 KH. Efeitos colaterais podem ser causados isso porque a produção de CO2 por meio de eletrólise é também causada em parte pela reação dos carbonatos, que conhecemos como o KH. O KH é diminuído em (HCO 3) 2 -> CaCO3 + CO 2 + H2O, isso devido à utilização da corrente elétrica que quebra KH e liberar CO2 formado CaCO3 na chapa de aço inoxidável do sanduíche, assim o CaCO3 reage diminuindo o GH. Já o pH da água tem oscilação devido à produção de CO2, esta oscilação é mais fácil de ser percebida no pH do que no GH com uma quantidade real de queda altamente variável. Para a correção do GH uma troca parcial de água semanal de aproximadamente 20% a 25%, esta troca parcial também é importante para o KH.
O equipamento é perfeito para aquarista que possuem aquário plantado com pH e dureza muito alto, e que pretende abaixá-los, é um tipo de equipamento completamente inadequado para aquários marinhos, bem como o de cichideos do Malawi, Tanganyika e Victoria.
È recomendado ter sempre a mãos os testes de CO2, KH, GH e pH para acompanhar os parâmetros da água que possam vir a oscila devido ao processo realizado pelo aparelho.
O equipamento necessita de manutenção regularmente não para trocar o refil de carbono, mas uma manutenção de limpeza de 15 em 15 dias, esta manutenção é muito simples, pois é feita apenas no sanduíche. Basta tirá-lo do aquário, abri-lo, e lavar com água corrente a barra de carbono que libera certa quantidade de pó de carbono, mas muito cuidado ao fazer isso, pois a barra de carbono pode quebrar por estar frágil devido ao uso. Uma vez que a placa de carbono ter contato com a água, pode não mais ser a secar, devendo ser mantida úmida em um saco plástico amarado ou dentro de um recipiente com água. Para remove o calcário nas chapas de aço que foi produzido devido ao processo de fabricação de CO2 é muito fácil, basta colocar as chapas de aço inoxidável com vinagre branco e com uma palha de aço damos o acabamento, depois o conjunto deve ser muito bem enxaguado com água limpa.
A substituição do refil de carbono é muito fácil e pratico que deve ser feita conforme aja desgaste por sua utilização, geralmente tem que ser trocada a cada 2 a 4 meses, mas isso vai depender das necessidades do aquário de como sistema foi programado para fabricar CO2. Com a utilização de um timer o sistema funcionara somente quando com a iluminação do aquário estiver acesa desta forma, podemos dobrar a vida útil do refil de carbono e alem do mais o custo de substituição do bloco de carbono ainda e muito caro.
Cada refil de carbono para substituição é acompanhado por um prato novo contato, o que também pode ter de ser substituído em caso de oxidação. Ao conectar uma placa de carbono novo ou utilizar o aparelho pela primeira vez, utilize uma configuração baixa porque o refil de carbono é muito reativo no começo, depois com o passar do tempo ou a necessidade do aquário esta configuração dever ser aumentada. Após cerca de dois meses de uso caso não realize manutenções periódicas verifique o cartucho de carbono.
REFIL DE CORBONO PARA SUBSTITUIÇÃO

PRATO NOVO PARA SUBSTITUIÇÃO

PRATO USADO E CORROÍDO

Para manter a água cristalina, é recomendado o uso de um sistema de filtragem interna ou externa, pois enquanto o refil é consumido na produção de dióxido de carbono, uma pequena quantidade de pó de carvão é lançada para dentro do aquário.

CLEBER LUIZ DA SILVA