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氢气发生器碱性电解槽制氢与聚合物薄膜电解槽制氢方法
点击次数:518 发布时间:2021-09-06
   氢气发生器原理上是电解制氢,具体区别是核心部件电解槽类型:碱电解槽、基于离子交换技术的高分子薄膜电解槽、固体氧化物电解槽。在实验室中用氢气发生器使用的碱电解槽制造氢气,用高分子薄膜电解槽制造氢气。
  1.使用碱性电解槽制氢
  碱电解槽是一种常用、技术成熟、经济的电解槽,操作方便,目前应用广泛,但存在效率低的缺点。
  碱电解槽主要由电源、电解槽箱、电解液、阴极、阳极和横膈膜组成。电解液均为氢氧化钾溶液(KOH),浓度为20%~30%;横膈膜主要由石棉制成,主要起到分离气体的作用,但两个电极主要由金属合金制成。
  氢气发生器的碱电解槽制造氢气的主要原理是,在阴极水分子分解为氢离子(h)和氢氧根离子(OH-),氢离子得到电子生成氢原子,进而生成氢分子(H2)。氢离子(OH-)在阴、阳极之间的电场作用下通过多孔的横膈膜到达阳极,在阳极失去电子生成水分子和氧分子。
  用碱电解槽制氢的特点是氢氧化物离子(OH-)在阴、阳极间的电场力作用下穿过多孔横膈膜。
  2.聚合物薄膜电解槽制氢
  用聚合物薄膜电解槽制氢气制造(PEM),在一些地方又称为固体高分子电解质)SPE)水电解制氢。该原理不需要电解液,只需要纯水即可,比碱电解槽安全,电解槽效率可达85%以上,但氢发生器在电极中使用铂等贵重金属,薄膜材料也是昂贵的材料,因此PEM电解槽目前难以大规模使用。
  其工作的主要原理是,去离子水供给到膜-电极组装体,在阳极侧反应而析出氧、氢离子、电子;氢气发生器的电子通过电路传递到阴极,氢离子以水合的形式(HXH20)通过离子交换膜传递到阴极,在阴极中氢离子和电子重新结合形成氢气的同时,水的一部分也输送到阴极。
  由聚合物电解槽制造氢气的特点是氢离子(h)在阴、阳极间的电场力作用下穿过离子交换膜。
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