鋼鐵廠堿性水電解制氫

仲鑫達是一家的全球制造商電解槽，提供現場制氫解決方案。 ZXDH2的電解槽是“即插即用單元，安全可靠地生產非常純凈的氫氣在連續或動態操作模式下。

所有系統都可以連接到標準電源和水連接，并配備標準水凈化、電源調節、氫氣凈化和遠程服務。 氫能為電池堆提供兩種類型的技術：加壓堿性和 PEM(質子交換膜)。

廈門仲鑫達氫能技術有限公司多年來專業從事各類行業水電解制氫設備、儲氫設備、氫氣純化裝置的設計、研發、制造和銷售、

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氫氣發生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。

以下將介紹在實驗室中使用的堿性電解槽制氫和聚合物薄膜電解槽制氫。

1.使用堿性電解槽制氫

堿性電解槽是zui常用、技術zui成熟、也的電解槽，并且易于操作，在目前廣泛使用，但缺點是其效率zui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。

氫氣發生器堿性電解槽制氫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。

氫氣發生器工作原理及結構特性

氫氣發生器的工作原理

氫氣發生器產出的氫氣有兩種不同的來源。下面對這兩種工作原理進行簡易的比較:

一、純水電解制氫把滿足要求的電解水(電阻率大于1MQ/cm，電子或分析行業用的去離子水或二次蒸餾水皆可)送入電解槽陽極室，通電后水便立刻在陽極分解: 2H2O=4H++ 20-2，分解成的負氧離子(0-2) ，隨即在陽極放出電子，形成氧氣(02)，從陽極室排出，攜帶部份水進入水槽，水可循環使用，氧氣從水槽上蓋小孔放入大氣。氫質子以水合離子(H+?XH2O) 的形式，在電場力的作用下，通過SPE離子膜，到達陰極吸收電子形成氫氣，從陰極室排出后，進入氣水分離器，在此除去從電解槽攜帶出的大部分水份，含微量水份的氫氣再經干燥器吸濕后，純度便達到99.999%以上。二、堿液電解制氫工作原理是傳統隔膜堿液電解法。電解槽內的導電介質為氫氧化鉀水溶液，兩極室的分隔物為航天電解設備用優質隔膜，與端板合為一體的耐蝕、傳質良好的格柵電極等組成電解槽。向兩極施加直流電后，水分子在電解槽的兩極立刻發生電化學反應，在陽極產生氧氣，在陰極產生氫氣。反應式如下:

陽極: 20H-一陰極: 2H2O +2e→20H-+H2↑總反應式: 2H20→ 2H2個+O2↑

本儀器對壓控、過壓保護、流量顯示、流量追蹤等均實行自動控制;使輸出氫氣能在恒壓下，根據氣相色譜儀用氫氣量,實現全自動調節(在產氣量范圍內)。利用SPE技術電解純水(杜絕加堿)制高純氫的氫氣發生器系列產品是一類輕型、高效、節能、環保的高科技產品。

氧氣直接釋放到大氣中。

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