水电解制氢设备中阴极材料在电解槽内的作用

时间:2018-09-30 浏览:
     电解槽,是由槽体、阳极和阴极组成,多数用隔膜将阳极室和阴极室隔开。按电解液的不同分为水溶液电解槽、熔融盐电解槽和非水溶液电解槽三类。当直流电通过电解槽时,在阳极与溶液界面处发生氧化反应,在阴极与溶液界面处发生还原反应,以制取所需产品。对电解槽结构进行优化设计,合理选择电极和隔膜材料,是提高电流效率、降低槽电压、节省能耗的关键。
      前使用的水电解制氢设备中的电解槽中阴极材料都是一些贵金属,这些贵金属包括Pt,Ir,Ru及铂铬合金,铂一直被认为是析氧的最好催化剂,但是在使用铂的时候很容易产生一个问题:就是在电解中产生的微量金属离子时,铂因为欠电位沉积而很容易造成中毒,在使用氧化物处理阴极能消除欠电位沉积并能产期保持铂的高活性。


      在很多实验中,有关人士研究表明,优化电极工业可以有效提高水电解氢设备中电极的氢活性、大表面积以及设备的寿命等。而现在通过降低电解槽的电压而减少制氢过程中的耗电一直都是研究重点,现在的SPE技术与传统的碱性电解槽相比各有好坏,下面我们就来看看SPE电解槽的相关优点:

      1、在各种条件相同的情况下,使用SPE电解槽的进行制氢,其效率会要高。

      2、目前的SPE电解槽流量比碱式电解槽的流量减少十分之一。

      3、使用SPE电解槽的设备寿命相对更长,而且质量更轻。
      (4)由于电解质是链式聚合物,性能稳定,无腐蚀性液体存在,因而安全可靠,维修量小。
      (5)具有高的电流密度,具有更大的生产能力
      另外,
为了提高产品质量,也可采用特殊的阴极材料,如在水银法电解食盐水溶液制取烧碱的汞阴极中,利用汞析氢过电位高的特点,使钠离子放电,生成钠汞齐,然后在专用的设备中,用水分解钠汞齐制取高纯度、高浓度碱液。另外,为了节约电能也可采用耗氧阴极,使氧在阴极还原,以代替析氢反应,按理论计算可降低槽电压1.23V。