水电解制氢是全世间zui成熟的技术之一,已经得到了广泛的应用。目前,投入运行的水电解制氢装置大多都是碱性水电解制氢装置,采用氢氧化钾或氢氧化钠作为电解质。但伴随着时代的发展,碱性水电解制氢装置的能耗等不足之处也逐渐显现出来,需要有更*的水电解制氢技术来替代。
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简介
spe水电解制氢技术是目前上的水电解制氢技术之一,zui早应用于宇宙飞船的燃料电池上,从此开创了spe电解水技术领域。目前此项技术已经应用于实验室气相色谱仪,供燃气或载气,一部分用做还原反应加氢。而且随着其技术的不断成熟和其本身与碱性电解水相比具有的优越性,应用前景会越来越广阔。spe水电解制氢技术以离子膜作为电解质,具有碱性水电解制氢*的优越性。
spe水电解制氢的特性
spe水电解制氢技术用离子膜代替了碱性水电解制氢技术中的碱性溶液。通电后,在离子膜的两侧分别产生氢气和氧气,该电解质既作为导电的介质,又作为隔膜,从而将氢气和氧气*分开,氢气纯度更高。
spe水电解制氢的化学原理:
离子膜本身具有强酸性,经水浸泡饱合后具有优良的离子导电性能。是水电解过程中的*电解质。离子膜的导电性能是由水和离子(h+xh2o)的迁移经决定的,这些离子是通过带负电荷的固定离子——磺酸根so3-的传递实地移动的,带负电荷的so3-与带正电荷的对应离子如(h+)形成电子对,然后在静电引力的作用下阳离子(h+)从一个固定的磺酸根位跳跃到另一个固定的磺酸根位,zui终到达阴极,在阴极h+从—so3h中解离出来并结合成氢气,同时放热。而对于cl- 和oh-,由于膜内固定离子的排斥作用,使这些带负电荷且水化半径较大的离子所受到的迁移阻力远大于h+,这也正是离子膜具有选择性透过的原理。在离子膜中磺酸根离子的浓度是固定的,不会被电解体系中的水溶解,所以在电解过程中离子膜的酸浓度保持不变,整个电解体系中没有游离的酸碱性液体,实现了纯水电解。没有了腐蚀性的电解质,从而保证了制氢装置的安全性,使用寿命达到更长。
spe水电解制氢技术采用零极距,用化学镀的方法将阳极和阴极催化剂附着于离子膜的两侧,从而使离子膜与电极形成了一个整体,即形成了spe水电解制氢技术的核心组件spe膜电极,水的电化学就在其中进行。
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