尊时凯龙

水尊时凯龙制氢

水尊时凯龙制氢是指水分子在直流电作用下被解离生成氧气和氢气，分别从尊时凯龙槽阳极和阴极析出。根据尊时凯龙槽隔膜材料的不同，通常将水尊时凯龙制氢分为碱性水尊时凯龙（AE）、质子交换膜（PEM）水尊时凯龙以及高温固体氧化物水尊时凯龙（SOEC）。

▊2.1碱性水尊时凯龙制氢

碱性水尊时凯龙制氢尊时凯龙槽隔膜主要由石棉组成，起分离气体的作用。阴极、阳极主要由金属合金组成，如Ni-Mo合金等，分解水产生氢气和氧气。工业上碱性水尊时凯龙槽的尊时凯龙液通常采用KOH溶液，质量分数20%~30%，尊时凯龙槽操作温度70~80℃，工作电流密度约0.25 A/cm2，产生气体压力0.1~3.0 MPa，总体效率62%~82%。碱性水尊时凯龙制氢技术成熟，投资、运行成本低，但存在碱液流失、腐蚀、能耗高等问题。水尊时凯龙槽制氢设备开发是国内外碱性水尊时凯龙制氢研究热点。

▊2.2PEM 水尊时凯龙制氢

区别于碱性水尊时凯龙制氢，PEM水尊时凯龙制氢选用具有良好化学稳定性、质子传导性、气体分离性的全氟磺酸质子交换膜作为固体尊时凯龙质替代石棉膜，能有效阻止电子传递，提高尊时凯龙槽安全性。PEM水尊时凯龙槽主要部件由内到外依次是质子交换膜、阴阳极催化层、阴阳极气体扩散层、阴阳极端板等（图1）。其中扩散层、催化层与质子交换膜组成膜电极，是整个水尊时凯龙槽物料传输以及电化学反应的主场所，膜电极特性与结构直接影响PEM水尊时凯龙槽的性能和寿命。

与AE制氢相比，PEM水尊时凯龙制氢工作电流密度更高（˃1 A/cm2），总体效率更高（74%~87%），氢气体积分数更高（>99.99%），产气压力更高（3~4 MPa），动态响应速度更快[6]（表2），能适应可再生能源发电的波动性，被认为是极具发展前景的水尊时凯龙制氢技术。目前PEM水尊时凯龙制氢技术已在加氢站现场制氢、风电等可再生能源尊时凯龙水制氢、储能等领域得到示范应用并逐步推广。

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