水電解制氫設備中陰極材料在電解槽內的作用

時間：2018-09-30　瀏覽：

電解槽，是由槽體、陽極和陰極組成，多數用隔膜將陽極室和陰極室隔開。按電解液的不同分為水溶液電解槽、熔融鹽電解槽和非水溶液電解槽三類。當直流電通過電解槽時，在陽極與溶液界面處發生氧化反應，在陰極與溶液界面處發生還原反應，以制取所需產品。對電解槽結構進行優化設計，合理選擇電極和隔膜材料，是提高電流效率、降低槽電壓、節省能耗的關鍵。
前使用的水電解制氫設備中的電解槽中陰極材料都是一些貴金屬，這些貴金屬包括Pt，Ir，Ru及鉑鉻合金，鉑一直被認為是析氧的最好催化劑，但是在使用鉑的時候很容易產生一個問題：就是在電解中產生的微量金屬離子時，鉑因為欠電位沉積而很容易造成中毒，在使用氧化物處理陰極能消除欠電位沉積并能產期保持鉑的高活性。

在很多實驗中，有關人士研究表明，優化電極工業可以有效提高水電解氫設備中電極的氫活性、大表面積以及設備的壽命等。而現在通過降低電解槽的電壓而減少制氫過程中的耗電一直都是研究重點，現在的SPE技術與傳統的堿性電解槽相比各有好壞，下面我們就來看看SPE電解槽的相關優點：

1、在各種條件相同的情況下，使用SPE電解槽的進行制氫，其效率會要高。

2、目前的SPE電解槽流量比堿式電解槽的流量減少十分之一。

3、使用SPE電解槽的設備壽命相對更長，而且質量更輕。
(4)由于電解質是鏈式聚合物，性能穩定，無腐蝕性液體存在，因而安全可靠，維修量小。
(5)具有高的電流密度，具有更大的生產能力
另外，為了提高產品質量，也可采用特殊的陰極材料，如在水銀法電解食鹽水溶液制取燒堿的汞陰極中，利用汞析氫過電位高的特點，使鈉離子放電，生成鈉汞齊，然后在專用的設備中，用水分解鈉汞齊制取高純度、高濃度堿液。另外，為了節約電能也可采用耗氧陰極，使氧在陰極還原，以代替析氫反應，按理論計算可降低槽電壓1.23V。