氫氣發(fā)生器電解槽的類型一般有:堿性電解槽,、基于離子交換技術(shù)的聚合物薄膜電解槽和固體氧化物電解槽,。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*常用,、技術(shù)*成熟,、也*經(jīng)濟(jì)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(jìn)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(dá)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(zhì)(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(dá)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(guī)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(cè)反應(yīng)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(jié)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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