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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。

純水電解制氫是把滿足要求的電解水(電阻率大于1MΩ/cm,電子或分析行業(yè)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++ 2O-2,分解成的負(fù)氧離子(O-2),隨即在陽極放出電子,形成氧氣(O2),從陽極室排出,攜帶部份水進(jìn)入水槽,水可循環(huán)使用,氧氣從水槽上蓋小孔放入大氣。氫質(zhì)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(dá)陰極吸收電子形成氫氣,從陰極室排出后,進(jìn)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(jīng)干燥器吸濕后,純度便達(dá)到99.999%以上。實際上用于吸氫機是不需要水份干燥的。

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