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氫氣發生器的工作原理和優勢分析

時間:2021-1-21 23:04:47      閱讀:310

氫氣發生器通常采用2種原理制得氫氣:



一、純水電解制氫
  把滿足要求的電解水(電阻率大于1MΩ/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++ 2O-2,分解成的負氧離子(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)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
  個工作原理是傳統隔膜堿液電解法。電解槽內的導電介質是為氫氧化鉀水溶液,兩極室的分隔物是為航天電解設備用隔膜,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。向兩極施加直流電之后,水分子在電解槽的兩極立刻發生電化學反應,在陽極產生了氧氣,在陰極產生了氫氣。反應式如下: 陽 極: 2OH--2e → H2O+1/2O2↑ 陰 極: 2H2O +2e → 2OH- +H2↑ 總反應式: 2H2O → 2 H2↑ +O2↑ 。

  氫氣發生器為氣相色譜提供檢測氣和載氣,相比高壓鋼瓶,氫氣發生器是一種安全、方便、經濟有效的替代方法。用發生器代替鋼瓶,沒有搬運鋼瓶帶來的健康與安全問題,并且氫氣發生器根據儀器用氣需求生成氫氣,沒有氫氣鋼瓶存儲過程中造成的泄漏和爆炸的風險。它利用質子交換膜分離技術從去離子水中生成氫氣,并采用變壓吸附和分子篩技術將氣體中的水分降低至痕量級水平,是目前生成氫氣純度較高的氫氣發生器。

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