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    高純氫氣發生器的制氫原理取決于電解槽的種類

    發布時間:2021-03-29瀏覽:1307次

           在常見的氫氣供給中,供給方式包括使用鋼瓶氫氣和使用發生器來提供。鋼瓶氫氣需要向氣體供應商購買;高純氫氣發生器的種類、原理和結構多種多樣,從原理上來講都屬于電解制氫,詳細的來講一般分為三種,區別在于電解槽的類型,即:堿性電解槽、基于離子交換技術的聚合物薄膜電解槽和固體氧化物電解槽。

      在實驗室中,使用的一般是堿性電解槽制氫和聚合物薄膜電解槽制氫兩種。接下來我們為您介紹發生器的一般流程及電解槽原理分析!
      高純氫氣發生器的一般流程:
      一般而言,其工作流程為:堿性電解液在電解池中電解后,潮濕的氫氣進入氣液分離器分離出氫氣,再經過干燥器之后,通過針型閥輸入到氣相色譜儀中。
      該儀器從原理上來講都屬于電解制氫,具體的區別在于核心部件電解槽的類型,即:堿性電解槽、基于離子交換技術的聚合物薄膜電解槽和固體氧化物電解槽。
      1、使用堿性電解槽制氫
      堿性電解槽是常用、技術成熟、也經濟的電解槽,并且易于操作,在目前廣泛使用,但缺點是其效率低。堿性電解槽主要由電源、電解槽箱體、電解液、陰極、陽極和橫隔膜組成。電解液都是氫氧化鉀溶液(KOH),濃度為20%~30%;橫隔膜主要由石棉組成,主要起分離氣體的作用,而兩個電極則主要由金屬合金組成。
      其工作的主要原理是:在陰極,水分子被分解為氫離子(H+)和氫氧根離子(OH-),氫離子得到電子生成氫原子,并進一步生成氫分子(H2);氫氧根離子(OH-)則在陰、陽極之間的電場力作用下穿過多孔的橫隔膜,到達陽極,在陽極失去電子生成一個水分子和氧分子。
      堿性電解槽制氫的特點是:氫氧根離子(OH-)在陰、陽極之間的電場力作用下穿過多孔的橫隔膜。
      2、聚合物薄膜電解槽制氫
      聚合物薄膜電解槽制氫(PEM),一些地方也稱之為固體聚合物電解質(SPE)水電解制氫。該種原理不需電解液,只需純水,比堿性電解槽安全,電解槽的效率可以達到85%或以上,但由于在電極處使用鉑等貴重金屬,薄膜材料也是昂貴的材料,故PEM電解槽目前還難以投人大規模的使用。
      其工作的主要原理是:去離子水被供到膜一電極組件上,在陽極側反應析出氧氣、氫離子和電子;電子通過電路傳遞到陰極,氫離子以水合的形式(H+.XH20)通過離子交換膜到陰極;在陰極,氫離子和電子重新結合形成氫氣,同時,部分水也帶到了陰極。
      聚合物薄膜電解槽制氫的特點是:氫離子(H+)在陰、陽極之間的電場力作用下穿過離子交換膜。

     

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